DE102011001460A1

DE102011001460A1 - Verfahren und Gerät für eine datengesteuerte Schnittstelle basierend auf Relationen zwischen Prozesssteuerungsetiketten

Info

Publication number: DE102011001460A1
Application number: DE102011001460A
Authority: DE
Inventors: Stephen Gerard Hammack; Bruce Hubert Campney; Ling Zhou
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2011-12-15
Also published as: US8825183B2; US20110230980A1; GB201103056D0; JP5898847B2; GB2479034A; CN102269989B; CN102269989A; JP2011198365A

Abstract

Eine Navigation zwischen Prozesssteuerungsgrafiken, die bezeichnend für Prozesssteuerungseinheiten in einer Bedieneranzeige sind, enthält eine Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz assoziiert sind. Jede grafische Elementidentifikation der Prozesssteuerung identifiziert ein grafisches Prozesssteuerungselement der Bedieneranzeige eindeutig, wobei jede Relation zwischen verschiedenen physikalischen/logischen Einheiten besteht und jede Relationswertreferenz eine logische und/oder physikalische Relation zwischen zwei oder mehr Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage eindeutig identifiziert. Eine oder mehrere Relationen sind mit einem grafischen Objekt assoziiert. Jede Relationswertreferenz ist an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der Bedieneranzeige basierend auf assoziierten grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung gebunden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Prozessanlagen und insbesondere auf die Anwendung von Relationen zwischen Prozesssteuerungseinheiten, um die Navigation in einer grafischen Mensch-Maschine-Schnittstelle zu steuern.
Beschreibung des Stands der Technik
Verteilte Prozessteuerungssysteme, wie die bei chemischen, Petroleum- oder anderen Prozessen verwendete, enthalten normalerweise ein oder mehrere Prozesssteuerungsgeräte, die in Wirkverbindung mit einem oder mehreren Feldgeräten über analoge, digitale oder kombiniert analoge und digitale Busse stehen. Die Feldgeräte, bei denen es sich z. B. um Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Sendegeräte (z. B. Temperatur-, Druck-, Füllstands- und Durchflussratensensoren) handeln kann, befinden sich innerhalb der Prozessumgebung und üben Prozessfunktionen, wie z. B. das Öffnen und Schließen von Ventilen, das Messen von Prozessparametern, etc. aus. Smart-Feldgeräte, wie z. B. die Feldgeräte, die den wohlbekannten Feldbusprotokollen entsprechen, wie dem FOUNDATION^TM Feldbusprotokoll, können ebenfalls Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen sowie andere Steuerungsfunktionen ausführen, die gewöhnlich im Steuerungsgerät implementiert werden. Die Prozesssteuerungsgeräte, die typischerweise ebenfalls in der Anlagenumgebung befindlich sind, empfangen Signale, die auf die von den Feldgeräten hergestellten Prozessmessungen und/oder andere Informationen bezüglich der Feldgeräte hinweisen und eine Steueranwendung ausführen, die z. B. verschiedene Steuermodule betätigt, welche Prozesssteuerungsentscheidungen treffen, Steuersignale basierend auf den empfangenen Informationen generieren und mit den Steuermodulen oder -blöcken koordinieren, die in den Feldgeräten ausgeführt werden, wie z. B. die HART- und Feldbus-Feldgeräte. Die Steuermodule im Steuergerät senden die Steuersignale über die Kommunikationsleitungen zu den Feldgeräten, um dadurch den Betrieb des Prozesses zu steuern.
Informationen von den Feldgeräten und dem Steuergerät werden gewöhnlich über eine Datenautobahn an ein oder mehrere weitere Hardwaregeräte, wie z. B. Bediener-Arbeitsplätze, persönliche Computer, Daten-Historiker, Berichtsgenerierer, zentralisierte Datenbanken, etc. zur Verfügung gestellt, typischerweise in Betriebszentralen oder an anderen Stellen entfernt von der härteren Anlagenumgebung aufgestellt. Diese Hardwaregeräte betreiben Anwendungen, die z. B. einem Bediener ermöglichen können, Funktionen bezüglich des Prozesses, wie z. B. das Ändern der Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, das Modifizieren des Betriebs der Steuermodule innerhalb des Steuergeräts oder der Feldgeräte, das Betrachten des derzeitigen Prozessstatus, das Betrachten der durch die Feldgeräte und Steuergeräte generierten Alarmsignale, das Simulieren des Prozessbetriebs zum Zweck der Ausbildung von Personal oder zum Testen der Prozesssteuerungs-Software, das Verwalten und Aktualisieren einer Konfiguration-Datenbank, etc., auszuführen.
Zum Beispiel enthält das DeltaV^TM Steuersystem von Emerson Process Management mehrfache Anwendungen, die innerhalb verschiedener Geräte an diversen Stellen innerhalb einer Prozessanlage gespeichert sind und von diesen ausgeführt werden. Eine Konfigurationsanwendung, die sich in einer oder mehreren Bediener-Arbeitsplätzen befindet, ermöglicht es den Anwendern Prozesssteuerungsmodule zu erzeugen oder zu ändern und diese Prozesssteuerungsmodule über eine Datenautobahn an zweckbestimmte verteilte Steuergeräte herunter zu laden. Typischerweise bestehen diese Steuermodule aus in Kommunikationsverbindung stehenden Funktionsblöcken, die Objekte in einem objektorientierten Programmierungsprotokoll sind und Funktionen innerhalb des Steuerschemas basierend auf deren Eingaben ausführen und Ausgaben an weitere Funktionsblöcke innerhalb des Steuerschemas bereitstellen. Die Konfigurationsanwendung kann es ebenfalls einem Design-Ingenieur ermöglichen, Bedienerschnittstellen oder Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) zu erzeugen oder zu ändern, die von einer Betrachtungsanwendung zur Anzeige von Daten an einen Bediener und zur Ermöglichung des Bedieners, die Einstellungen, wie z. B. die Sollwerte, innerhalb der Prozesssteuerungsroutine zu ändern, eingesetzt werden. Jedes zweckbestimmte Steuergerät und in manchen Fällen auch die Feldgeräte, speichert und führt eine Steuergerätanwendung aus, welche die damit assoziierten und auf diese herunter geladenen Steuermodule betreibt, um eine tatsächliche Prozesssteuerungsfunktionalität zu implementieren. Die Betrachtungsanwendungen, die auf einer oder mehreren Bediener-Arbeitsstationen betrieben werden können, empfangen Daten von der Steuergerätanwendung über die Datenautobahn und zeigen diese Daten den Prozesssteuerungssystem-Ingenieuren, Bedienern, oder Benutzern der Benutzerschnittflächen an und können eine beliebige Reihe von verschiedenen Ansichten, wie z. B. einer Bedieneransicht, einer Ingenieuransicht, einer Technikeransicht, etc., bereitstellen. Eine Datenhistoriker-Anwendung wird typischerweise in einem Datenhistorikergerät gespeichert und durch dieses ausgeführt, das einige oder sämtliche der über die Datenautobahn bereitgestellten Daten sammelt und speichert, während eine Konfigurations-Datenbankanwendung in einem weiteren Computer ablaufen kann, der zum Speichern der aktuellen Prozesssteuerungs-Routinenkonfiguration und der damit assoziierten Daten mit der Datenautobahn verbunden ist. Alternativ kann sich die Konfiguration-Datenbank in der gleichen Arbeitsstation wie die Konfigurationsanwendung befinden.
Da die Anzahl und Art der in einer Prozesssteuerungsumgebung eingesetzten Steuer- und Support-Anwendungen angestiegen sind, wurden verschiedene grafische Anzeigeanwendungen bereitgestellt, um es Bedienern zu ermöglichen, diese Anwendungen effektiv zu konfigurieren und einzusetzen. Grafische Anzeigeanwendungen sind bisher eingesetzt worden, um z. B. Steuerkonfigurations-Anwendungen zu unterstützten, um es einem Konfigurations-Ingenieur zu ermöglichen, Steuerprogramme grafisch zu erstellen, sodass diese auf die Steuergeräte innerhalb einer Prozessanlage herunter geladen werden können. Zusätzlich sind grafische Anzeigeanwendungen bisher dazu verwendet worden, um es den Steuerungsbedienern zu ermöglichen, die Funktionsfähigkeit der Prozessanlage oder der Bereiche der Prozessanlage zu betrachten, um es dem Wartungspersonal zu ermöglichen, den Status der Hardwaregeräte innerhalb der Prozessanlage zu betrachten sodass die Simulation der Prozessanlage ermöglicht wird, etc.
Einige der Prozesssteuerungs-Konfigurationsanwendungen, die durch grafische Anzeigeanwendungen unterstützt werden, sind derzeit eine Bibliothek an Dokumentvorlagen-Objekte, wie z. B. Funktionsblock-Dokumentvorlagen-Objekte und in manchen Fällen, Steuermodul-Dokumentvorlagen, die zur Erstellung einer Steuerstrategie für eine Prozessanlage verwendet werden. Die Dokumentvorlagen-Objekte weisen Vorgabeparameter, -einstellungen und -verfahren auf, die damit assoziiert sind und der Ingenieur, der eine grafische Konfigurationsanwendung verwendet, kann diese Dokumentvorlagen-Objekte auswählen und im Wesentlichen Kopien der ausgewählten Dokumentvorlagen-Objekte in einen Konfigurationsbildschirm ablegen, um ein Steuermodul zu entwickeln. Die Dokumentvorlagen-Objekte können ebenfalls ein oder mehrere Subelemente oder Stammfunktionen des Dokumentvorlagen-Objekts enthalten. Ein Ofen-Dokumentvorlagen-Objekt kann z. B. ein Ventil, Ventilanschlussstück sowie verschiedene Textbereiche als Subelemente enthalten. Während dem Prozess des Auswählen und Ablegen des Dokumentvorlagen-Objekts in den Konfigurationsbildschirm koppelt der Ingenieur die Eingaben und Ausgaben dieser Objekte und ändert deren Parameter, Namen, Etiketten sowie weitere Parameter, um ein spezifisches Steuermodul für eine spezifische Anwendung in der Prozessanlage zu erstellen. Nach Erstellen eines oder mehrerer solcher Steuermodule kann der Ingenieur dann das Steuermodul instanzieren und dieses auf das/die entsprechende(n) Steuergerät(e) und Feldgeräte zur Ausführung während des Betriebs der Prozessanlage herunterladen.
Danach kann der Ingenieur eine andere grafische Anzeigenerstellungsanwendung verwenden, um eine oder mehrere Anzeigen für Bediener, Wartungspersonal, etc. innerhalb der Prozessanlage durch die Auswahl und das Anlegen von Anzeigenobjekten in der Anzeigenerstellungsanwendung zu erstellen. Diese Anzeigen werden typischerweise auf systemweiter Basis in einer oder mehreren der Arbeitsstationen implementiert und stellen dem Bediener oder Wartungspersonal vorkonfigurierte Anzeigen bezüglich des Betriebszustands des Steuersystems oder der Geräte innerhalb der Anlage bereit. Diese Anzeigen nehmen im Allgemeinen die Form von Alarmanzeigen an, die von Steuergeräten oder Geräten innerhalb der Prozessanlage generierte Alarmanzeigen empfangen und anzeigen, Steueranzeigen, die auf den Betriebszustand der Steuergeräte sowie weiterer Gerate innerhalb der Prozessanlage hinweisen, Wartungsanzeigen, die auf den Funktionszustand der Geräte innerhalb der Prozessanlage hinweisen, etc. Diese Anzeigen sind jedoch im Allgemeinen derart vorkonfiguriert, um auf bekannte Weise von einer Repräsentation einer Prozesssteuerungseinheit zu einer weiteren Repräsentation einer Prozesssteuerungseinheit zu navigieren. Bei manchen Systemen werden die Anzeigen durch eine grafische Abbildung erzeugt, die ein physikalisches oder ein logisches Element repräsentiert, das anderen physikalischen oder logischen Elementen logisch oder physikalisch zugehörig ist, sodass eine Anwendung von einem zum anderen navigiert. Bei der Konfiguration der Bedieneranzeigen werden verschiedene grafische Datenwörter typischerweise derart platziert, um einen Teil der Anlage oder Steuerstrategien zu repräsentieren. Links können direkt (d. h. festcodiert) in die Anzeige eingegeben werden, um zugehörige Anzeigen zu navigieren oder zu öffnen. Die Grafik im Anzeigebildschirm kann sich infolge der Auswahl eines grafischen Datenworts oder einer Repräsentation einer Prozesseinheit ändern, um zugehörige Einheiten betrachten zu können.
Eine grafische Tank-Dokumentvorlagen-Anzeige enthält z. B. eine Pumpe und diese Pumpe kann zahlreiche primäre Formen aufweisen, wie z. B. eine Ellipse, Rechtecke, Linien oder andere Formen. Werden diese auf dem Bildschirm platziert, können einzelne Grafik-Datenwörter auf dem Bildschirm miteinander auf eine Weise verbunden werden, die den Benutzern Informationen oder eine Anzeige der internen Abläufe der Prozessanlage bereitstellen. Um die grafische Anzeige zu animieren, muss der Ersteller der Anzeige jedes der Datenwörter manuell mit den innerhalb der Prozessanlage generierten Daten verbinden, wie z. B. die Daten, die durch Sensoren gemessen werden oder indikativ für Ventilpositionen sind, etc., indem ein Kommunikationslink zwischen dem grafischen Datenwort und der relevanten Datenquelle innerhalb der Prozessanlage angegeben wird.
Die Einheiten im Anlagen- oder Prozesssteuerungssystem weisen eindeutige Etiketten auf, wie z. B. die Gerätenamen oder Steuerschlaufen. Derzeit kann eine Anzeige derart erstellt und konfiguriert werden, um Sollwerte, Prozessvariablen, Alarmanzeigen sowie weitere Prozessergebnisse anzuzeigen. Ein Beispiel kann z. B. ein Symbol neben einem grafischen Datenwort zeigen, falls das Steueretikett, das von diesem repräsentiert wird, einen Alarm aufweist. Zusätzlich können während der Laufzeit Steueretiketten an die Grafik bereitgestellt werden, welche dieselbe Menge an Wiederverwertung einer Anzeige im ganzen System ermöglichen. Beim Konfigurieren des Prozesssteuerungssystems werden viele Relationen erzeugt. Das heißt, dass manche Relationen zwischen physikalischen und/oder logischen Einheiten dann erzeugt und erfasst werden können, wenn die Anlage technisiert wird. Weitere werden dann erfasst, wenn das Prozesssteuerungssystem technisiert wird.
Es bestehen jedoch viele Relationen, die nicht als standardmäßiger Teil einer Prozesssteuerungs-Konfiguration sind, jedoch trotzdem wichtig für den erfolgreichen Betrieb der Anlage sind. Zu diesen Relationen gehören die Relationen Gerät zu Standard-Betriebsanweisungs-Dokumente (SOP), Anlagenausrüstung für Materialdurchfluss, wie im Material-Sicherheitsdatenblatt (MSDS) angegeben sowie Bedienernotizen für ein Gerät. Diese Relationen können in verschiedenen Datenbanken, Kalkulationstabellen sowie in weiteren Mechanismen erfasst sein. Diese Relationen werden jedoch im Allgemeinen nicht benutzt oder sind nicht in den Bedieneranzeigen wiedergegeben.
Entsprechend ist es wünschenswert, diese Relationen in der Grafik zur Verfügung zu stellen, ohne die Relationen in die Grafik festcodieren zu müssen. In manchen Fällen ist die einfache Navigation zu einem zugehörigen Datenwort von Vorteil. Ein Beispiel ist das Anzeigen/Verdecken von Datenwörtern basierend auf einem Steuermodul-Etikett, das eine Relation zu einem Geräte-Etikett aufweist. Falls anwesend, kann eine Schaltfläche oder eine grafische Darstellung sichtbar gemacht werden, die es einem Bediener ermöglicht, zur Gerätblende zu navigieren (d. h. die Gerätinformationen anzeigen), um Diagnostikdaten, wie z. B. Gesundheitsdaten, anzuzeigen.
Bei der Konfiguration der Bedieneranzeigen platziert die Person, die die Anzeige erstellt, typischerweise verschiedene grafische Datenwörter, um einen Teil der Anlage oder der Steuerstrategien zu repräsentieren. Es können Links auf der Anzeige platziert werden, um zu den zugehörigen Anzeigen zu navigieren oder diese zu öffnen. Der Link kann direkt (z. B. festcodiert) in die Anzeige eingegeben werden. Es ist jedoch wünschenswert, eine Anzeige basierend auf einigen eindeutigen Etiketten abzurufen, die mit der korrekten Anzeige assoziiert werden können. Es ist wünschenswert, diese Relationen zu erfassen und sie dem HMI zur Verfügung zu stellen.
Zusammenfassung
Es wird ein System und Verfahren zum Definieren von Relationen zwischen physikalischen/logischen Einheiten innerhalb einer Prozessanlage mit der bestimmten Voraussetzung offenbart, dass diese Relationen dort zur Verfügung gestellt werden, wo diese Relationen nicht während des Anlagen- oder Steuerungssystem-Konfigurationsprozesses definiert sind. Das System und Verfahren definierten Relationen zwischen Einheiten, indem Relationen zwischen Prozesssteuerungsetiketten etabliert werden, wobei jede Einheit eindeutig durch ein Prozesssteuerungsetikett identifiziert wird. Ein Datenspeicher wird mit Relationen befüllt, die aus verschiedenen Konfigurationsdatenbanken extrahiert wurden, einschließlich denen für Steuerungssystemkonfiguration, Anlagentechnik, benutzerdefinierte Kalkulationstabellen, Kundendatenbanken, etc. Jede Relation wird als ein Relationsschlüssel und als ein Relationswert gespeichert. Der Relationsschlüssel legt die Relation zwischen den Einheiten fest und der Relationswert identifiziert die Relation auf eindeutige Weise. Die Relationsdaten können dann verwendet werden, um Navigations-Links innerhalb einer grafischen Schnittstelle zu erstellen, sodass die Anzeige einer Repräsentation einer Einheit automatisch Relationen mit anderen Einheiten als Navigations-Links zu diesen anderen Einheiten hervorruft. Demnach kann fast jede Einheit innerhalb der grafischen Schnittstelle verknüpft werden, einschließlich Gerate, Steuergeräte, Bereiche, Baugruppen, Schlaufen, etc. sowohl als auch Dokumentationen, wie z. B. Betriebsanleitungen und Material-Sicherheitsdatenblätter. Deshalb können Relationen, die zwar innerhalb einer Anlage existieren jedoch nicht anderweitig während des anfänglichen Konfigurationsprozesses definiert wurden, innerhalb des Prozesssteuerungssystem definiert und implementiert werden, ohne die Steuerleistung zu beeinträchtigen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines verteilten Prozesssteuerungs-Netzwerks, das sich innerhalb einer Prozessanlage befindet, einschließlich Bediener-Arbeitsstationen, die Anzeigeroutinen und weitere mit verschiedenen Funktionen innerhalb der Prozessanlage assoziierten Anwendungen implementieren sowohl als auch einer Arbeitsstation, die eine grafische Unterstützung auf Systemebene bereitstellt, die verwendet werden kann, um gemischte Formen und grafische Anzeigen für jeden der verschiedenen Funktionsbereiche der Anlage zu erstellen und in der Größe anzupassen;
2 ist ein logisches Blockdiagramm, das die Integration der Unterstützung auf Systemebene innerhalb eines Prozessanlagen-Steuergeräts, Betrachtungs- und Simulationssystems darstellt;
3 ist ein logisches Diagramm, das die Konfiguration und Publikation der Relationen zwischen Prozesssteuerungseinheiten in einen Relationsspeicher oder eine Bibliothek darstellt;
4 ist ein logisches Diagramm, das eine alternative Konfiguration und Publikation von Relationen zwischen Prozessanlageneinheiten in einen Relationsspeicher oder eine Bibliothek darstellt;
5 ist eine grafische Anzeige, die eine Prozesssteuerungs-Explorer-Abbildung und eine grafische Prozesssteuerungsabbildung darstellt, die zur Anzeige der Relationen einer Prozesssteuerungseinheit verwendet werden kann;
6 ist ein Anzeigenbildschirm, der durch ein grafisches Editorprogramm hergestellt wird, der eine Weise, in welcher Relationen für ein grafisches Element oder eine grafische Anzeige zur Konfigurationszeit definiert werden kann, zeigt;
7 ist ein logisches Diagramm, das eine Nachbildung der Relationen zu den Arbeitsstationen darstellt; und
8 ist ein Datenflussdiagramm, das den Fluss der Relationswertreferenzen bis zu einem grafischen Element oder einer Anzeige darstellt.
Detaillierte Beschreibung
1 stellt eine beispielhafte Prozessanlage 10 dar, bei welcher eine grafische Unterstützung auf Systemebene an verschiedene Funktionsbereiche der Anlage 10 bereitgestellt wird. Wie es bei einer Prozessanlage 10 üblich ist, enthält diese ein verteiltes Prozesssteuerungssystem mit einem oder mehreren Steuergeräten 12, wobei jedes an eine oder mehr Feldgeräte 14 und 16 über Eingabe-/Ausgabe-Geräte (E/A) oder Karten 18 verbunden ist, die z. B. Feldbusschnittstellen, Profibusschnittstellen, HART-Schnittstellen, standardmäßige 4–20 ma-Schnittstellen, etc. sein können. Die Steuergeräte 12 sind ebenfalls an eine oder mehrere Wirt- oder Bedienerarbeitsstationen 20–23 über eine Datenautobahn 24 gekoppelt, die z. B. ein Ethernet-Link sein kann. Es kann eine Datenbank 28 mit der Datenautobahn 24 verbunden sein und als ein Datenhistoriker, um Parameter, Status- sowie weitere Daten zu sammeln und zu speichern, die mit den Steuergeräten und Feldgeräten innerhalb der Anlage 10 assoziiert sind und/oder als eine Konfigurationsdatenbank betrieben werden, welche die aktuelle Konfiguration des Prozesssteuerungssystems innerhalb der Anlage 10 als auf die Steuergeräte 12 und Feldgeräte 14 und 16 heruntergeladen und in diesem gespeichert abspeichert. Die Datenbank 28 kann zusätzlich in der oben beschriebenen Weise erstellte grafische Objekte speichern, um eine grafische Unterstützung innerhalb der Prozessanlage 10 bereitzustellen. Während die Steuergeräte 12, E/A-Karten 18 und Feldgeräte 14 und 16 typischerweise im unteren Bereich befindlich und innerhalb der gesamten, manchmal harten Anlagenumgebung verteilt sind, befinden sich die Bedienerarbeitsstationen 20–23 und die Datenbank 28 normalerweise in Betriebszentralen oder anderen weniger harten Umgebungen, die dem Steuerfachmann oder Wartungspersonal leicht zugänglich sind. In manchen Fällen können jedoch auch tragbare Geräte eingesetzt werden, um diese Funktionen zu implementieren und diese tragbaren Geräte werden dann typischerweise an verschiedene Orte in der Anlage getragen.
Wie bekannt speichert jedes der Steuergeräte 12, bei denen es sich z. B. um das DeltaV^TM Steuergerät von Emerson Process Management handeln kann, eine Steueranwendung und führt diese aus, die eine Steuerstrategie unter Anwendung einer beliebigen Anzahl von verschiedenen, unabhängig ausgeführten Steuermodulen oder Blöcken 29 implementiert. Jedes der Steuermodule 29 kann aus sogenannten Funktionsblöcken bestehen, wobei jeder Funktionsblock ein Teil oder eine Subroutine einer Gesamtsteuerroutine ist und in Verbindung mit anderen Funktionsblöcken (über Kommunikationen, die als Links bezeichnet werden) steht, um Prozesssteuerungsschlaufen innerhalb der Prozessanlage 10 zu implementieren. Wie bekannt führen Funktionsblöcke, bei denen es sich um Objekte in einem objektorientierten Programmierungsprotokoll handeln kann, eine einer Eingabenfunktion aus, wie z. B. diejenige, die mit einem Sendegerät, einem Sensor oder einem anderen Prozessparameter-Messgerät assoziiert ist, eine Steuerfunktion, wie z. B. diejenige, die mit einer Steuerroutine assoziiert ist, die PID, Fuzzy-Logik, etc. durchführt, Steuerung oder eine Ausgabefunktion, welche den Betrieb eines Geräts steuert, wie z. B. ein Ventil, um manche physikalischen Funktionen innerhalb der Prozessanlage 10 auszuführen. Selbstverständlich existieren auch Hybride und weitere Arten von komplexen Funktionsblöcken, wie z. B. Modell voraussagende Steuergeräte (MPCs), Optimierer, etc. Während das Feldbusprotokoll und das DeltaV Systemprotokoll Steuermodule und Funktionsblöcke einsetzen, die in einem objektorientierten Programmierungsprotokoll entworfen und implementiert werden, könnten die Steuermodule auch unter Anwendung eines beliebigen Steuerprogrammierungsschemas entworfen werden, einschließlich z. B. einem sequentiellen Funktionsblock, einer Leiterlogik, etc. und sind nicht darauf beschränkt, unter Anwendung des Funktionsblocks oder einer anderen bestimmten Programmierungsmethode entwickelt und implementiert zu werden.
Bei der in 1 dargestellten Anlage 10 kann es sich bei den Feldgeräten 14 und 16, die mit den Steuergeräten 12 verbunden sind, um standardmäßige 4–20 ma Geräte, um Smart-Feldgeräte, wie z. B. HART-, Profibus- oder FOUNDATION^TM-Feldbus-Feldgeräte handeln, die einen Prozessor und einen Speicher enthalten, oder um jede andere erwünschte Art von Geräten. Einige dieser Geräte, wie z. B. die Feldbus-Feldgeräte (mit Referenznummer 16 in 1 bezeichnet), können Module oder Submodule, wie z. B. Funktionsblöcke, die mit der in den Steuergeräten 12 implementierten Steuerstrategie assoziiert sind, speichern und ausführen. Funktionsblöcke 30, die in 1 als in zwei verschiedenen der Feldbus-Feldgeräte 16 angeordnet dargestellt sind, können in Verbindung mit der Ausführung der Steuermodule 29 innerhalb der Steuergeräte 12 ausgeführt werden, um die Prozesssteuerung wie bekannt zu implementieren. Selbstverständlich können die Feldgeräte 14 und 16 auch jede beliebige Art von Geräten sein, wie z. B. Sensoren, Ventile, Sendegeräte, Positionierer, etc. und die E/A-Geräte 18 können jede beliebige Art von E/A-Geräte sein, die einem beliebigen erwünschten Kommunikations- oder Steuerprotokoll entsprechen, wie z. B. HART, Feldbus, Profibus, etc.
Bei der Prozessanlage 10 von 1 können die Arbeitsstationen 20–23 verschiedene Anwendungen enthalten, die für verschiedene, von demselben oder verschiedenem Personal innerhalb der Anlage 10 durchgeführten Funktionen verwendet werden. Jede der Arbeitsstationen 20–23 enthält einen Speicher 31, der verschiedene Anwendungen, Programme, Datenstrukturen, etc. speichert sowie einen Prozessor 32, der eingesetzt werden kann, um beliebige der im Speicher 31 gespeicherten Anwendungen auszuführen. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Arbeitsstation 20 als eine Konfigurations-Arbeitsstation designiert und enthält eine oder mehrere Konfigurations-Anwendungen 33, die z. B. Steuermodul-Erstellungsanwendungen, Bedienerschnittstellen-Anwendungen sowie andere Datenstrukturen enthalten können, die beliebigen autorisierten Konfigurations-Ingenieuren zugänglich sind, um Steuerroutinen oder -module zu erstellen, wie z. B. die Steuermodule 29 und 30, auf die verschiedenen Steuergeräte 12 und Geräte 16 der Anlage 10 herunterzuladen. Die Arbeitsstation 21 in 1 wird im Allgemeinen als eine Steuerungsbediener-Betrachtungsarbeitsstation dargestellt und enthält eine Reihe von Anzeigenanwendungen 34, die einem Steuerungsbediener verschiedene Anzeigen während des Betriebs der Prozessanlage 10 zur Verfügung stellen können 10, um es dem Bediener zu ermöglichen zu betrachten und zu steuern, was innerhalb der Prozessanlage 10 oder in den verschiedenen Abteilungen der Anlage vor sich geht. Die Anwendungen 34 können Support-Anwendungen 34a, wie z. B. Steuerungs-Diagnostikanwendungen, Einstellungsanwendungen, Berichtserstellungs-Anwendungen oder beliebige andere Steuerungs-Support-Anwendungen enthalten, die zur Unterstützung eines Steuerungsbedieners bei der Durchführung von Steuerfunktionen verwendet werden können. Auf ähnliche Weise ist die Arbeitsstation 22 als eine Wartungs-Betrachtungsarbeitsstation dargestellt und enthält eine Reihe von Wartungsanwendungen 35, die von verschiedenem Wartungspersonal eingesetzt werden können, um die Wartungsbedürfnisse der Anlage 10 zu betrachten, um die Betriebs- oder Funktionszustände der verschiedenen Geräte 12, 14, 16 zu betrachten, etc. Selbstverständlich können die Anwendungen 35 Support-Anwendungen 35a enthalten, wie z. B. Wartungs-Diagnostikanwendungen, Kalibrationsanwendungen, Vibrations-Analyseanwendungen, Berichtserstellungs-Anwendungen oder beliebige andere Wartungs-Support-Anwendungen, die zur Unterstützung des Wartungspersonals bei der Durchführung von Wartungsfunktionen innerhalb der Anlage 10 verwendet werden können. Zusätzlich ist die Arbeitsstation 23 als eine Simulations-Arbeitsstation angedeutet, die eine Reihe von Simulationsanwendungen 36 enthält, die verwendet werden können, um den Betrieb der Anlage 10 oder der verschiedenen Abteilungen der Anlage 10 für eine Reihe von Zwecken, einschließlich zu Ausbildungszwecken, zu Anlagen-Modellierungszwecken zur Unterstützung bei der Anlagenwartung und -steuerung, etc. zu simulieren. Typischerweise enthält jede der Arbeitsstationen 20–23 einen Anzeigenbildschirm 37 zusammen mit weiteren standardmäßigen Peripheriegeräten, wie z. B. einer Tastatur, einer Maus, etc.
Es versteht sich natürlich, dass obwohl die verschiedenen Konfigurations-, Steuerungs-, Wartungs- und Simulationsanwendungen 33–36 in 1 in verschiedenen Arbeitsstationen befindlich sind, die für eine dieser Funktionen zweckbestimmt sind, sich die verschiedenen mit diesen oder anderen Anlagenfunktionen assoziierten Anwendungen 33–36 auch in denselben oder in verschiedenen Arbeitsstationen oder Computer innerhalb der Anlage 10 je nach Bedarf und Aufbau der Anlage 10 befindlich sein und ausgeführt werden können. Daher können z. B. eine oder mehrere Simulationsanwendungen 36 und Steuerungsanwendungen 33 in derselben Arbeitsstation 20–23 ausgeführt werden, während verschiedene einzelne Simulationsanwendungen 36 oder verschiedene einzelne Steuerungsanwendungen 33 in verschiedenen der Arbeitsstationen 20–23 ausgeführt werden können.
Wie in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2007/0132779 mit dem Titel „Graphical Element with Multiple Visualizations in a Process Environment” [„Grafisches Element mit mehrfachen Visualisierungen in einer Prozessumgebung”], eingereicht am 4. Mai 2005, beschrieben, dessen Inhalt hiermit unter Verweisnahme enthalten ist, wird ein grafisches Support-Niveau auf Systemebene der Prozessanlage 10 zur Unterstützung der grafischen Anzeigen- und Datenstrukturbedürfnissen jedes der verschiedenen Funktionsbereiche der Anlage 10, einschließlich den Konfigurations-, Bedienerbetrachtungs-, Wartungsbetrachtungs-, Simulations- und weiterer Funktionsbereiche der Anlage 10 bereitgestellt, um die Leistungsschwäche von verschiedenen Grafik-Editoren und Baugruppen für jedes Anlagenniveau zu verringern und um eher nutzbare und verständliche Grafiken innerhalb der Anlage 10 zur Verfügung zu stellen. Dieses System-Support-Niveau wird diagrammatisch in 2 illustriert, welche ein Anlagen-Betriebsniveau 40, ein Anlagen-Funktionsniveau 42 sowie ein Systemniveau 44 darstellt. Wie es sich aus 2 ergibt, enthält das Anlagen-Betriebsniveau 40 Steuergeräte 12, Feldgeräte 14, 16, etc., welche die Steuerroutinen oder -module 29 und 30 sowohl als auch weitere Softwareabläufe innerhalb der Anlage 10 ausführen, um Anlagenbetriebe während der Laufzeit der Anlage zu implementieren. Das Anlagen-Funktionsniveau 42 ist mit einem Konfigurations-Funktionsblock 46, einem Steuer-Funktionsblock 47, einem Wartungs-Funktionsblock 48 und einem Simulations-Funktionsblock 49 dargestellt, obgleich weitere oder verschiedene Funktionen, wie z. B. eine Ingenieur- und eine Geschäftsfunktion, ebenfalls bereitgestellt werden könnten. Der Konfigurations-Funktionsblock 46 implementiert die Konfigurationsroutinen 33, die sich mit Komponenten innerhalb des Anlagen-Betriebsniveaus 40 schneiden oder mit diesen kommunizieren, um Steuerstrategien oder Steuermodule dafür bereitzustellen. Der Steuer-Funktionsblock 47 enthält die Steuerbetrachtungsanwendungen und weitere Anwendungen 34 und 34a, die sich ebenfalls, typischerweise direkt mit den verschiedenen physikalischen und logischen Komponenten innerhalb des Anlagen-Betriebsniveaus 40 schneiden oder mit diesen kommunizieren, um vom Bediener eingeleitete Änderungen innerhalb der Anlage 10 zu implementieren, um Informationen über Steueranzeigen 34 an den Bediener bereitzustellen, um Daten für die Steueranwendungen 34a einzuholen, etc. Der Wartungs-Funktionsblock 48 enthält die Wartungsroutinen und -anwendungen 35 und 35a, die sich mit verschiedenen physikalischen und logischen Komponenten innerhalb des Anlagen-Betriebsniveaus 40 schneiden und mit diesen kommunizieren, um Wartungsabläufe zu implementieren, um Wartungsdaten zu sammeln, um Wartungsdaten oder Informationen über Wartungsanzeigen 35 an eine Wartungsperson bereitzustellen, um Diagnostikanwendungen 35a zu betreiben, etc. Auf ähnliche Weise enthält der Simulations-Funktionsblock 49 Simulationsroutinen 36, die Simulationen der Anlage 10 implementieren und die in Kommunikationsverbindung mit den Komponenten innerhalb des Anlagen-Betriebsniveaus 40 stehen können, um Daten bezüglich der Anlage 10 zu erhalten.
Wie in 2 dargestellt ist Support-Lage 44 auf Systemebene in jeden der Funktionsblöcke 46–49 innerhalb der Anlagen-Funktionslage 42 eingebunden und unterstützt diesen, um z. B. die Erstellung und Wartung einer gemeinsamen Datenbank und Anzeigenstrukturen, wie z. B. den Softwareobjekten, Verbundformen und grafischen Anzeigen zur Verwendung in den verschiedenen Funktionsbereichen 46–49 zu ermöglichen. Insbesondere enthält die Support-Lage 44 auf Systemebene Anwendungs-, Datenbank- und grafische Support-Elemente, die es ermöglichen, dass die in jedem der Funktionsblöcke 46–49 durchgeführten grafischen Aktivitäten zusammen integriert oder unter Anwendung an den System-Support-Lagen 44 erstellten gemeinsamen Datenbankstrukturen und Verbundformen entwickelt zu werden.
Die System-Support-Lage 44 kann einen grafischen Editor 50 und eine grafische Objektdatenbank 52 enthalten. Der grafische Editor 50 kann verwendet werden, um grafische Elemente 54 und grafische Anzeigen 56 zu erstellen, während die grafische Objektdatenbank 52 die grafischen Elemente 54 und Anzeigen 56 in einem Speicher speichert, der für den Editor 52 and die verschiedenen Anwendungen in den Blöcken 46–49 zugänglich ist. Die Datenbank 52 kann auch andere Objekte 58 speichern, wie z. B. Subelemente für grafische Elemente 54 sowie Datenstrukturen, welche die Verbundformen 54 mit den einzelnen Hardware- und Softwareelementen innerhalb der Anlagen-Betriebsebene 40 verbinden. Zusätzlich kann die Datenbank 52 Dokumentvorlagen, Subelemente sowie Stammfunktionen speichern, die verwendet werden können um weitere grafische Elemente oder Anzeigen zu erstellen. Es versteht sich aus 2, dass die grafischen Anzeigenelemente 54, Anzeigen 56 und andere Datenbankstrukturen 58 von einem beliebigen sowie von allen der Funktionsblöcke 46–49 verwendet werden können, um mit diesen Funktionsblöcken assoziierte Grafiken zu erstellen und zu verwenden.
Im Allgemeinen stellt der Supportblock 44 auf Systemebene eine Art der Integration der in der Prozessanlage 10 von 1 verwendeten Grafiken in sämtlichen der Funktionsbereiche 46–49 bereit, um dadurch die Notwendigkeit der wiederholten Erstellung verschiedener grafischer Elemente für dieselbe Anlagenausrüstung in verschiedenen Funktionszusammenhängen zu reduzieren oder zu eliminieren, und um es einem Benutzer in jedem der Funktionsbereiche 46–49 zu erleichtern, sich in die Daten einzubinden, die mit der in den grafischen Ansichten angezeigten Ausrüstung assoziiert sind, die mit diesen Funktionsbereichen assoziiert sind. Es versteht sich, dass die Support-Lage 44 auf Systemebene verwendet werden kann, um Grafiken und Datenbank-Support für mehrfache Anwendungen in jedem der Funktionsbereiche 46–49 für verschiedene Anwendungen in verschiedenen der Funktionsbereiche 46–49, etc. bereitzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme von 1 kann der Support-Block 44 auf Systemebene unter Anwendung einer zusätzlichen Arbeitsstation oder Benutzerschnittfläche 60 implementiert werden, die mit jeder der anderen Arbeitsstationen 20–23 verbunden sein kann. Die Arbeitsstation 60 kann im Allgemeinen den Grafikeditor 50 und die Datenbank 52 speichern und kann ebenfalls, falls gewünscht, die anderen Elemente 54, 56 und 58 speichern. Zusätzlich kann die Arbeitsstation 60 in Kommunikationsverbindung zu den Arbeitsstationen 20–23 über den Datenbus 24, über separate verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsverbindungen (in 1 durch die gestrichelten Linien dargestellt) oder in einer beliebigen anderen erwünschten Weise stehen. Bei der in 1 dargestellten Konfiguration speichert die Arbeitsstation 60 den Anzeigeneditor 50 und führt diesen aus, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Verbundformen zu erstellen, die Subelemente oder andere Verbundformen enthalten und um die Formen in eine oder mehrere grafische Anzeigen oder Anzeigenmodule zu gruppieren. Diese Anzeigenmodule können dann in der Datenbank 52 gespeichert werden, um von den verschiedenen in 2 dargestellten Funktionsblöcken 46–49 abgerufen und verwendet sowie an den verschiedenen Arbeitsstationen 20–23 implementiert zu werden. Obwohl die Funktionalität des Blocks 44 auf Systemebene und der Blöcke 46–49 auf Funktionsebene aus Gründen der Verständlichkeit als an verschiedenen oder separaten Arbeitsstationen 20–23 und 60 in 1 implementiert dargestellt sind, versteht es sich, dass jegliche oder sämtliche der mit einem beliebigen dieser verschiedenen Blöcke assoziierten Anwendungen an denselben oder verschiedenen Arbeitsstationen oder anderen Computern innerhalb der oder mit dieser assoziierten Prozessanlage 10 implementiert werden könnten. Daher kann der Grafikeditor 50 in einer beliebigen der anderen Arbeitsstationen 20–23 oder in einem beliebigen der mit der Anlage 10 assoziierten Computern gespeichert und von diesen ausgeführt werden und muss sich nicht in einem eigenständigen oder separaten Computer befinden.
Wie oben bereits erörtert implementiert die Lage 44 auf Systemebene Anzeige- und Datenbankobjekte auf Systemebene, die in einer Vielzahl der Funktionsumgebungen verwendet werden können, um ebenfalls Anzeigefähigkeiten auf höherer Ebene bereitzustellen. Im Allgemeinen können die auf der Systemebene von 2 erstellten Anzeigenobjekte als grafische Elemente und grafische Anzeigen kategorisiert werden. Grafische Elemente sind im allgemeinen Anzeigenobjekte, die mit einer bestimmten physikalischen Einheit innerhalb der Anlage assoziiert sind, wie z. B. einem Hardwaregerät, wie z. B. einem Ventil, einem Sensor, einer Pumpe, einem Steuergerät, einem Tank, einem Reaktor, einem Brenner, einem Rohr, einem Rohrstück, Ausrüstung in einem Prozess, etc. oder mit einer bestimmten logischen Einheit innerhalb der Anlage, wie z. B. einem Steueralgorithmus, SOP-Dokumenten, MSDS-Dokumenten, Alarmsignalen, Funktionsblöcken, Funktionsblockparametern, Prozesssteuerungsmodulen, Ausrüstungsmodulen, Prozesssteuerungs-Modulschritten, Prozesssteuerungs-Modulübergängen, Prozesssteuerungs-Modulvorgängen, Prozesssteuerungs-Systemrezepturen, Prozesssteuerungs-Systemknotenpunkten, etc. Grafische Anzeigen bestehen im Allgemeinen aus einem Satz an miteinander verbundenen grafischen Elementen und werden verwendet, um kompliziertere Sätze an logischen und/oder physikalischen Einheiten innerhalb einer Anlage zu repräsentieren und modellieren, wie z. B. eine Schlaufe, eine Baugruppe, einen Bereich, etc. und enthalten Verbindungen zwischen verschiedenen Hardwarebaugruppen. Grafische Anzeigen können jedoch ebenfalls spezifische physikalische und/oder logische Einheiten innerhalb der Anlage repräsentieren und modellieren, wie z. B. Blendenanzeigen, Detailanzeigen, primäre Steueranzeigen, benutzerdefinierte Anzeigen, Diagnostikanzeigen, etc., wovon jede zu einer bestimmten Einheit innerhalb der Anlage gehören kann, wie z. B. ein Gerät. Grafische Elemente können aus einer Vielzahl von Subelemente bestehen, die selbst grafische Elemente sein können. Ein grafisches Gerätelement innerhalb einer grafischen Gerätblendenanzeige kann z. B. ein oder mehrere grafische Elemente enthalten, die zu Relationen oder Prozesssteuerungsetiketten gehören, die mit dem Gerät assoziiert sind. Zusätzlich können grafische Anzeigen Diagramme, Kurven und weitere Daten enthalten, die von der Anlage, von weiteren Anwendungen, wie z. B. den in den Arbeitsstationen 20–23 und 60 laufenden Diagnostik- und Geschäftsanwendungen, etc. bereitgestellt werden. Jedes grafische Element und jede grafische Anzeige kann mit einer bestimmten grafischen Elementidentifikation assoziiert sein, die das grafische Element oder die grafische Anzeige eindeutig identifiziert. Wie nachfolgend erörtert wird, kann eine Bedieneranzeige oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ein bestimmtes grafisches Element und/oder eine bestimmte grafische Anzeige unter Anwendung der grafischen Elementidentifikation aufrufen, um eine Anzeige von Informationen bezüglich der Prozesssteuerungseinheit vorzulegen, auf die sich das grafische Element oder die grafische Anzeige bezieht.
Im Allgemeinen können Relationen zwischen physikalischen und/oder logischen Einheiten an verschiedenen Ebenen bestehen, sowohl logisch als auch physikalisch, wobei einige Beispiele davon oben offenbart sind. Insbesondere bestehen Verbindungen zwischen logischen und/oder physikalischen Prozesssteuerungseinheiten. Viele dieser Relationen können zum Zeitpunkt der Anlagenkonfiguration, Prozesssteuerungskonfiguration, Bedieneranzeigenkonfiguration oder zu anderen Zeitpunkten der Konfiguration erstellt werden. Weiterhin können manche Relationen vom Bediener erstellt werden, können zur Laufzeit entweder vom HMI oder vom Prozesssteuerungssystem erstellt werden oder können in eine Laufzeit oder einen Betriebsrelationsspeicher, wie nachfolgend beschrieben geschoben werden. Dies geschieht deshalb, weil die Relationen bekannt sind, wenn die Konfigurationen einmal etabliert worden sind. Zum Zeitpunkt der Anlagenkonfiguration können z. B. Relationen zwischen den hierarchischen Ebenen (d. h. Anlage zu Bereichen, Bereiche zu Baugruppen, Baugruppen zu Schlaufen, etc.) zusammen mit lateralen Relationen (d. h. Bereich zu Bereich, Baugruppe zu Baugruppe, etc.) bekannt sein. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen und Relationen unter Geräten, Funktionsblöcken und Steueralgorithmen zum Zeitpunkt der Prozesssteuerungs-Konfiguration bekannt werden (d. h. Steueralgorithmus zu enthaltenen Funktionsblöcken, Steueralgorithmus zu Feldgeräten, nächste/vorherige Ausrüstung in einem Prozess, Prozessalarme zu Gerätealarme, etc.). Als ein weiteres Beispiel können zum Zeitpunk der Bedieneranzeigen-Konfiguration Relationen zwischen grafischen Elementen und grafischen Anzeigen etabliert sein sowohl als auch Relationen zwischen den grafischen Elementen/Anzeigen und den Prozesssteuerungselementen (d. h. Steueralgorithmus zu Blendenanzeige, Gerät zu Diagnostikanzeige, Gerät zu Blendenanzeige, etc.). Das heißt, dass die verschiedenen grafischen Elemente und Anzeigen in der Bedieneranzeige voretabliert sind, um einen Teil der Anlage, des Prozesssteuerungssystems oder der Steuerstrategie zu repräsentieren. Links werden dann in die Bedieneranzeige platziert, um Navigations-Links zwischen grafischen Elementen und/oder grafischen Anzeigen zu etablieren. In vielen Fällen werden diese Links direkt eingegeben (d. h. festcodiert). Weiterhin können auch nach der Konfiguration Aktualisierungen auf die Relationen angewendet werden, insbesondere in den Fällen, bei denen die Relationen geändert werden. Änderungen an der Konfiguration können z. B. zu einem Hinzufügen einer Relation, einem Löschen einer Relation, dem Umsetzen eines Objekts zu einem neuen Stamm, etc. führen. Entsprechend versteht es sich, dass viele Relationen innerhalb eines Prozesssteuerungssystems oder Anlage zum Zeitpunkt der Konfiguration existieren und/oder erstellt werden können und dass sich diese Relationen auf eine Vielzahl von verschiedenen Ebenen und zwischen verschiedenen physikalischen und logischen Einheiten erstrecken können.
Ferner sind Relationen, die während der Konfiguration etabliert worden sind, im Allgemeinen statisch, insbesondere wenn die Anlage oder das Prozesssteuerungssystem in Betrieb genommen worden ist. Das heißt, dass wenn sie einmal etabliert worden sind, sich die Relationen nicht verändern, es sei denn, ein Ingenieur oder anderes entsprechendes Personal ändert die Konfiguration. Diese Relationen werden oft in verschiedenen Konfigurations-Datenbanken gespeichert, wie z. B. einer Prozesssteuerungs-Systemkonfigurations-Datenbank, einer Anlagenentwicklungs-Datenbank, etc.
Es gibt viele Aspekte zur Konfiguration eines verteilten Prozesssteuerungssystem, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf E/A, Steuerstrategie, Batch, Objektverknüpfung und -einbettung (OLE) für die Prozesssteuerungs-Integration (OPC), Historie, Anzeigen, etc. Das Konfigurationssystem und die zugrunde liegende Datenbank stellen einem Prozesssteuerungs-Systemprojekt Werkzeuge und Infrastruktur zur Konfiguration einer integrierten Lösung zur Verfügung. Konfigurationssysteme, wie z. B. das DeltaV^TM von Fisher-Rosemount Systems, Inc. in Austin, Texas, USA sowie Konfigruationssystem-Anwendungen, wie z. B. Explorer, Control Studio, Recipe Studio, Graphics Studio und User Manager, jeweils von Fisher-Rosemount Systems, Inc. in Austin, Texas, USA, werden verwendet, um die gesamte Prozesssteuerungsstrategie, E/A, Alarmstrategien, Historie und Ereignisse, Benutzer und deren Rollen sowie sämtliche weitere Teile des Prozesssteuerungssystems zu konfigurieren.
Zusätzlich zu den Relationen, die während der Konfiguration etabliert werden, können weitere Relationen nach der Prozesssteuerungskonfiguration oder der Bedieneranzeigenkonfiguration etabliert werden, die ebenfalls hinsichtlich des Anlagenbetriebs und für einen Benutzer der Bedieneranzeige nützlich sind. Ein Endverbraucher möchte z. B. eventuell zusätzliche Konfigurationen bereitstellen, um eine Relation zwischen einem Gerät und einer Betriebsanweisung (SOP) für dieses Gerät zu etablieren, eine Relation zwischen der Anlagenausrüstung und dem Materialfluss gemäß den Material-Sicherheitsdatenblättern (MSDS) zu etablieren oder eine Relation zwischen einem Gerät und Bedieneranmerkungen über das Gerät etablieren. Obwohl es zum Zeitpunkt der Konfiguration nicht offensichtlich ist, kann ein Endverbraucher trotzdem solche Relationen als nützlich, und sogar als äußerst wichtig für den Anlagen- oder Prozesssteuerungsbetrieb erachten, insbesondere bei der Nutzung einer Bedieneranzeige oder anderer HMI. Entsprechend kann das Relationsschema und API wie hierin beschrieben publiziert und diese Relationen können in Kalkulationstabellen (z. B. Microsoft Excel Kalkulationstabellen) sowie anderen Mechanismen etabliert und in zusätzlichen Datenbanken gespeichert werden.
Alle der hierin beschriebenen Relationen können ebenfalls bidirektional sein (z. B. Steueralgorithmus zu Gerät, Gerät zu Steueralgorithmus). Das heißt, wenn die Relationen zur Navigation in einer HMI von einem grafischen Element oder einer Anzeige einer Prozesssteuerungseinheit zu einem grafischen Element oder einer Anzeige einer anderen Prozesssteuerungseinheit wie nachfolgend beschrieben eingesetzt wird, kann die Navigation in beiden Richtungen funktionieren (z. B. bewegt sich nach oben und nach unten in einer Hierarchie, bewegt sich lateral rückwärts und vorwärts, etc.).
Relationen können ebenfalls in verschiedenem Ausmaß einer Trennung existieren. Bei einer Hierarchie-Relation können z. B. Großeltern- zu Enkel-Relationen, Urgroßeltern- zu Urenkel-Relationen, etc. bestehen. In eher lateralen Relationen können „Plus-ein-Sprung-entfernte”-Relationen bestehen, wie z. B. als Steuermodul zu Feldgerät zu Feldgerätdefinition zu Diagnostikanzeige.
3 stellt im Allgemeinen eine Technik dar, bei welcher Relationen (konfiguriert und endverbraucher-definierte) erfasst und an eine HMI zur Navigation zur Verfügung gestellt werden kann, sodass eine Anzeige basierend auf einem eindeutigen Prozesssteuerungsetikett generiert werden kann, das mit dem korrekten grafischen Element oder der grafischen Anzeige assoziiert ist. Insbesondere weisen Prozesssteuerungseinheiten eindeutige Prozesssteuerungsetiketten auf, wie z. B. Gerätenamen, Steuerschlaufen, etc. Während eine Bedieneranzeige derart konfiguriert werden kann, um Informationen über ein spezifisches Prozesssteuerungsetikett oder einen Satz an Steueretiketten zu zeigen (z. B. kann die Bedieneranzeige derart konfiguriert werden, um Sollwerte, Prozessvariablen, Alarmanzeigen und andere Prozessergebnisse zu zeigen), können diese Prozesssteuerungsetiketten ebenfalls innerhalb der Bedieneranzeige unter Anwendung der Relationen zwischen den Prozesssteuerungsetiketten eingesetzt werden, um Navigations-Links innerhalb der Bedieneranzeige zu etablieren. Das heißt, wo die Prozesssteuerungsetiketten eindeutig eine Prozesssteuerungseinheit identifizieren (oder wenigstens die Einheit unter den Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifizieren), ist die Bedieneranzeige in der Lage, Relationen zwischen den Prozesssteuerungsetiketten zu verwenden, um die Navigation zwischen grafischen Elementen oder Anzeigen zu steuern, wobei die grafischen Elemente oder Anzeigen die Prozesssteuerungseinheiten betreffen, die von den Etiketten repräsentiert werden.
Unter Bezugnahme auf 3 extrahiert oder erhält eine HMI 100 anderweitig eine Liste mit Relationswert-Referenzen von einem Relationsspeicher 102, wobei der Relationsspeicher 102 mit Relationen von verschiedenen Konfigurations-Datenbanken besiedelt wird, indem die Daten über Publikationsschritte (wie durch die Pfeile angezeigt) in diese geschoben werden, welche die Daten aus den Konfigurations-Datenbanken entnehmen und die Daten in den Relationsspeicher 102 schieben. Die verschiedenen Konfigurations-Datenbanken können z. B. eine Prozessteuerungs-Konfigurations-Datenbank 103 sowie verschiedene Kalkulationsblätter 106 (die endverbraucherspezifisch sein können) oder andere benutzerdefinierte Quellen an Relationsdaten sowohl als auch Anlagenentwicklungs-Datenbanken, kundenspezifische Datenbanken oder beliebige andere Datenquellen enthalten, die Relationsdaten speichern können. Viele der Daten für die Prozesssteuerungs-Konfigurations-Datenbank 103 können von der Prozesssteuerungsumgebung bereitgestellt werden, wie z. B. einem Editor 104, wie z. B. dem DeltaV^TM Explorer von Emerson Process Management. Alternativ können die Daten von unabhängigen Anwendungen über die Konfigurations-Datenbank/das Kalkulationsblatt 106 in den Relationsspeicher geschoben werden. Als solche fungiert der Relationsspeicher 102 als eine Bibliothek von Relationswertreferenzen, da dieser mit den Relationswertreferenzen basierend auf den von den verschiedenen Relationsdatenquellen 103, 106 erhaltenen Relationsdaten befüllt wird. Auf Relationen kann, ganz wie eine Objektverknüpfung und -einbettung (OLE) für Prozesssteuerungs-Datenquelle (OPC), die vom Relationsspeicher 102 abliest, vom HMI zugegangen werden.
Der Relationsspeicher 102 kann als Laufzeit- oder Betriebsrelationsspeicher in einem oder mehreren Datenspeichern und/oder in einer oder mehreren Datenbanken lokal oder entfernt von der Arbeitsstation funktionieren, welche die HMI ausführt. Bei einem Beispiel wird der Relationsspeicher 102 als eine Relations-Datenservererweiterungs-Referenz (DSE) implementiert, die für die Arbeitsstation, welche die HMI ausführt, lokal sein kann. Die Relations-DSE kann wiederum mit einem Relationsserver kommunizieren, der mit den entsprechenden Relations-DSEs von mehreren Arbeitsstationen kommuniziert. Eine weitere Offenbarung dieses Beispiels wird nachfolgend bereitgestellt. Bei einem weiteren Beispiel kann der Relationsspeicher jedoch implementiert werden, um mehrfache Arbeitsstationen und mehrfache HMIs zu betreuen.
Im Allgemeinen definiert eine Relationswertreferenz die Relation zwischen logischen und/oder physikalischen Prozesssteuerungseinheiten. An der Stelle, an der die Einheiten einem Prozesssteuerungsetikett beigemessen sind, das die Einheit eindeutig identifiziert, definiert die Relationswertreferenz die Relation zwischen den Einheiten basierend auf der Relation zwischen den Prozesssteuerungsetiketten. Eine Relationswertreferenz für ein Steuermodul mit einem Prozesssteuerungsetikett FIC101 kann sich z. B. auf eine Relation mit einer anderen Einheit beziehen, wie z. B. ein Feldgerät mit dem Prozesssteuerungsetikett FY101. Die Relationswertreferenz kann ferner Details über die Relation zwischen dem Steuermodul, FIC101 und den Feldgeräten, FY101, definieren, wie z. B. die Art der Einheit (z. B. Steuermodul), die Art der zugehörigen Einheit (z. B. Feldgerät( sowie die Natur der Relation (z. B. Kind).
Allgemein kann das Format einer Relationswertreferenz sowohl als Daten und als Metadaten bereitgestellt werden, wobei ein Beispiel davon nachfolgend zur Verfügung gestellt wird:
Daten:

Etikett – eindeutiger Name der Prozesssteuerungseinheit
Etikettenart – z. B. Modul, Gerät, SOP-Betriebsanweisung
Zugehörige Etikettenart – Art des Etiketts
Zugehöriges Etikett – eindeutige Etikettenrelationen

Metadaten:

Etikettenart
Art der Relation (z. B., Kind, Eltern, Assoziierung)
Kardinalität (Null-Eins, Eins, Null-Viele)
Zugehörige Etikettenart

Die Etikettendaten können als eine Identifizierung der Prozesssteuerungseinheit bereitgestellt werden. Wie oben referenziert, handelt es sich bei den Etikettendaten im Allgemeinen um ein Prozesssteuerungsetikett für eine bestimmte Einheit, das die Prozesssteuerungseinheit im Gültigkeitsbereich des Prozesssteuerungsetiketts eindeutig identifiziert. Eine Relationswertreferenz, die eine Relation für ein Steuermodul beschreibt, kann z. B. das Prozesssteuerungsetikett FIC101 des Steuermoduls verwenden. Prozesssteuerungsetiketten können vor oder während der Konfiguration der meisten Einheiten bereitgestellt werden, können jedoch ebenfalls von einem Endverbraucher bereitgestellt werden, wenn zusätzliche Relationen definiert werden. Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Benutzer z. B. Prozesssteuerungsetiketten für verschiedene Dokumente definieren, wie z. B. SOP-Betriebsanweisungen (z. B. SOP1.doc, SOP2.doc, etc.) und Material-Sicherheitsdatenblätter (z. B. MSDS1.doc, MSDS2.doc, etc.).
Die Etikettenartdaten und -metadaten beziehen sich im Allgemeinen auf eine Definition der Art des Objekts. Die Etikettenart für FIC101 ist z. B. „Modul” und dessen Beschreibung kann „Flussschlaufe in Baugruppe 1” lauten. Wie zuvor darauf hingewiesen, kann die Prozesssteuerungseinheit eine physikalische oder logische Prozesssteuerungseinheit sein, wobei mehrere Beispiele davon hierin offenbart worden sind. Bestimmte Beispiele, wie nachfolgend erörtert, sind Module, Geräte, Steueralgorithmen, SOP-Betriebsanweisungen, MSDS-Dokumente, etc. Entsprechend kann sich die Etikettenart auf diese Beschreibungen als Teil der Relationswertreferenz beziehen.
Die zugehörigen Etikettendaten beziehen sich auf die Identifikation der anderen Prozesssteuerungseinheit, die an der Relation beteiligt ist. Mit anderen Worten, die zugehörigen Etikettendaten sind der Relationswert. Das zugehörige Etikett kann z. B. als ein Prozesssteuerungsetikett für die zugehörige Einheit bereitgestellt werden, das die zugehörige Prozesssteuerungseinheit im Geltungsbereich der Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert. Beim Definieren einer Relation eines Steuermoduls FIC101 mit einem Gerät kann das zugehörige Etikett, z. B. das Prozesssteuerungsetikett des Geräts FY101 einsetzen. Als solche identifiziert die Relationswertreferenz die Einheiten, die an den zu definierenden Relationen beteiligt sind. Obwohl in Erwägung gezogen wird, dass eine Relationswertreferenz sich auf mehr als eine Relation für eine Prozessteuerungseinheit beziehen kann (z. B. Relationen zwischen Modul FIC101 und Gerät FY101, Modul FIC101 und Blende Loop_fp, Modul FIC101 und Anlagenbereich AREA_A, etc.), bezieht sich die hierin enthaltene Offenbarung separat auf jede Relation, sodass separate Relationswertreferenzen für jede Relation bereitgestellt werden, auch unter Bezugnahme mehrfacher Relationen für dieselbe Prozesssteuerungseinheit. Eine Relationswertreferenz kann z. B. für jede Relation bereitgestellt werden, die das Steuermodul FIC101 betrifft. Bei einem weiteren Beispiel kann eine Relationswertreferenz für mehrfache Relationen zwischen einer Einheit und mehrfachen Einheiten bereitgestellt werden, wie z. B. Relationen zwischen einem Modul und mehreren Geräten, die diesem Modul zugehörig sind.
Ähnlich wie die Etikettenartdaten und -metadaten beziehen sich die zugehörigen Etikettenartdaten und -metadaten im Allgemeinen auf eine Beschreibung, identifiziert durch die zugehörigen Etikettendaten, auf welche sich die durch die Etikettenart identifizierte Prozesssteuerungseinheit bezieht. Das heißt, wenn die Relationswertreferenz die Relation eines Steuermoduls (mit dem Etikett „FIC101” und der Etikettenart „Steuermodul”) mit einem Gerät (mit dem zugehörigen Etikett „FY101W) beschreibt, beschreibt die zugehörige Etikettenart das Gerät (z. B. „Feldgerät”). Als solche bezieht sich die zugehörige Etikettenart auf die Beschreibung der zugehörigen Prozesssteuerungseinheit als Teil der Relationswertreferenz.
Die Art der Relationsmetadaten bezieht sich auf eine Beschreibung der Relation zwischen den Prozesssteuerungseinheiten. Wie zuvor offenbart, können verschiedene Arten von Relationen unter den physikalischen und/oder logischen Prozesssteuerungseinheiten definiert werden. Diese Relationen können hierarchisch (z. B. Eltern, Kind) oder lateral (z. B. vorher/nächstes im Prozess) sowohl als auch bidirektional sein um mehr als ein Grad an Trennung aufweisen (z. B. Steuermodul „FIC101W an Gerät „FY101” an MSDS-Dokument „MSDS1.doc”). Bei den hierin offenbarten Beispielen bezieht sich die Art der Relation auf die Relation der zugehörigen Prozesssteuerungseinheit, wie durch das zugehörige Etikett identifiziert, da dieses die Prozesssteuerungseinheit wie durch das Etikett identifiziert betrifft. Bei einer Relationswertreferenz für ein Steuermodul FIC101, das eine Relation mit einem Gerät FY101 beschreibt, ist das Gerät z. B. ein „Kind” des Steuermoduls. Die Art der Relation kann jedoch auch umgekehrt definiert sein, sodass im oben genannten Beispiel die Art der Relation in einer Relationswertreferenz als „Eltern” gespeichert wird.
Die Kardinalität bezieht sich auf die Anzahl der Einheiten, die mit einer gewissen Kombination aus Etikett, Etikettenart und zugehöriger Etikettenart assoziiert ist. Das FIC1/Modul/Steuergerät kann z. B. eine Kardinalität von eins aufweisen (d. h. genau ein Steuergerät), während FIC/Modul/Gerät eine Kardinalität von zwei oder mehr aufweisen kann (d. h. die Relation kann mehrfache Geräte umfassen). Die Kardinalität kann ebenfalls verwendet werden, um die Integrität der Relationsdaten im Relationsspeicher zu bestätigen und auch um einen Hinweis darauf bereitzustellen, ob ein einzelner Wert oder ein Vektor an Werten abgegeben wird.

Beispiele der Relationswertreferenzdaten sowohl als auch die Art der Relation werden in der nachstehenden Tabelle zur Verfügung gestellt:

Etikett	Etikettenart	Art	zugehörige Etikettenart	Zugehöriges Etikett
FIC101	Steuermodul	Kind	Feldgerät	FY101
FIC101	Steuermodul	Lateral	Blende	Loop_fp
FT103	Feldgerät	Lateral	Diagnostik-FP	AMS_Valve_fp
PT1304	Feldgerät	Lateral	Diagnostik-FP	AMS_Transmitter_fp
FIC101	Steuermodul	Kind	Block-Verwendung	FIC101/PID1
FIC101/PID1	Funktionsblock	Lateral	Block-Definition	PID
PID	FB-Definition	Lateral	Blende	pid_fb_fp
FIC101	Steuermodul	Eltern	Anlagenbereich	AREA_A

Die ersten drei Felder der Daten (Etikett, Etikettenart, zugehörige Etikettenart) konfigurieren einen Relationsschlüssel und das vierte Feld der Daten (zugehöriges Etikett) wird als der Relationswert verwendet. Wie zuvor erklärt kann eine Prozesssteuerungseinheit viele Relationen mit verschiedenen Prozesssteuerungseinheiten aufweisen. Das Steuermodul FIC101 kann z. B. Relationen mit Blenden (z. B. Loop_fp), Funktionsblöcken (z. B. FIC101/PID1), Bereichen (z. B. AREA_A), etc. aufweisen. In manchen Fällen kann eine Prozesssteuerungseinheit mehr als eine Relation mit einer weiteren Prozesssteuerungseinheit aufweisen. Ein Steuermodul FIC101 kann z. B. mehrfache physikalische oder logische Links mit einem Gerät FY101 (z. B. Steuerung, Diagnostik) aufweisen, sodass jeder Link zu diesem Gerät (FY101) eine separate Relation ist (z. B. FY101-A, FY101-B). Das heißt, es gibt mehrfache Relationswerte für einen einzelnen Relationsschlüssel. Alternativ, wie oben angemerkt, kann eine Prozesssteuerungseinheit mehrfache Relationen mit mehrfachen Prozesssteuerungseinheiten aufweisen, wie z. B. ein Modul, das Relationen mit mehrfachen Geräten aufweist. Obwohl die Anzahl der Relationen für eine beliebige grafische Anzeige erwartungsgemäß eine relativ niedrige Anzahl ist (z. B. weniger oder gleich 10), ist es weiterhin möglich, dass ein einziges Relationsergebnis einen Vektor von 100 oder mehr Werten enthalten kann, wie z. B. bei den Steuermodulen in einem Bereich. Entsprechend wird das zugehörige Etikett verwendet, um jede bestimmte Relation zwischen der Prozessteuerungseinheit (z. B. FIC101) und einer weitern Prozesssteuerungseinheit (z. B. FY101) eindeutig zu identifizieren. Beispiele von Relationsschlüsseln und Relationswerten werden in der Tabelle bereitgestellt, wobei FIC101 ein Steuermoduletikett FY101-A ist und FY101-B Feldgerätetiketten sind und Loop_fp ein Blendenanzeigenetikett ist:

Relationsschlüssel (Etikett.Etikettenart.zugehörige Etikettenart)	Relationswert
FIC101.Steuermodul.Gerät	FY101-A
FIC101.Steuermodul.Gerät	FY101-B
FIC101.Blende	Loop_fp
FY101-A.Steuermodul	FIC101
FY101-B.Steuermodul	FIC101

Die Werte sind im Allgemeinen Zeichenketten oder sind im Relationsspeicher 102 als Zeichenketten repräsentiert. Das heißt, dass die Relationen als Zeichenkettenergebnisse und einzelne Werte (oder als ein Vektor von Werten) zusammenfassend zugänglich repräsentiert sind. Unter Bezugnahme auf 3 sieht man, dass die Relationsquellen, wie z. B. die Prozesssteuerungs-Konfigurationsdatenbank 103 und die endverbraucherdefinierten Kalkulationsblätter 106 Daten bezüglich dieser Relationen beinhalten. Jede Datenbank kann Daten bezüglich verschiedener Einheiten im Prozesssteuerungssystem oder in der Prozessanlage sowie Daten bezüglich zusätzlicher Einheiten, die diese Einheit betreffen, enthalten. Die Prozesssteuerungs-Konfigurationsdatenbank 103 enthält, beispielsweise Daten bezüglich des Steuermoduls 108 sowohl als eine Liste der Prozesssteuerungseinheiten, die das Steuermodul betreffen, wie z. B. Blöcke 110 und Geräte 112. Auf ähnliche Weise enthalten die Kalkulationsblätter 106 Daten bezüglich der Steuermodule 114 sowie auch eine Liste der Prozesssteuerungseinheiten, die jedes Modul betreffen, wie z. B. SOP-Dokumente 116 und MSDS-Dokumente 118. Wie in 3 ersichtlich, wird jede der Prozesssteuerungseinheiten gemäß ihrem zugehörigen Prozesssteuerungsetikett identifiziert.
4 stellt im Allgemeinen eine zusätzliche, oder in manchen Fällen alternative Weise, in welcher eine Stelle zur Konfiguration der Relationen bereitgestellt werden kann, wodurch es einem Benutzer ermöglicht wird, zusätzliche Relationen bei der Konfiguration der Steuerstrategie zu definieren. Diese Technik kann verwendet werden, um die Verwendung von Kalkulationsblättern zu vermeiden, um die Relationen zu verwalten, wie oben unter Bezugnahme auf 3 erörtert. Insbesondere bestehen eventuell während der Konfiguration der Steuerstrategie durch einen Benutzer zusätzliche Relationen, die über diejenigen hinaus definiert werden sollten oder müssen, die während der Konfiguration des Betriebssystems, der Prozessanlage oder des Prozesssteuerungssystems etabliert wurden. Im Allgemeinen kann die Konfiguration des Prozesssteuerungssystems derart erweitert werden, um zusätzliche Relationen zu erlauben, die von einem Endverbraucher definiert werden, z. B. unter Anwendung einer Prozesssteuerungsumgebung, wie der DeltaV^TM Explorer von Emerson Process Management.
Unter Bezugnahme auf 4 werden auf ähnliche Weise wie in 3 beschrieben wiederum eine HMI 120 und ein Relationsspeicher 122 bereitgestellt. Zusätzlich kann eine Prozesssteuerungsumgebung 124 für die endverbraucherdefinierten Relationen verwendet werden, welche die Daten in den Relationsspeicher 122 drückt und diesen befüllt und als Teil der Konfiguration in einer Konfigurations-Datenbank 126 gespeichert werden (in diesem Beispiel allein zu Illustrationszwecken separat von der Prozesssteuerungsumgebung 124 dargestellt). Bei einem Beispiel kann eine Konfigurations-Dienstleistung verwendet werden, um Daten aus der Konfiguration-Datenbank 126 zu extrahieren und die Daten in den Relationsspeicher 122 zu schieben. Durch die Erweiterung der Prozessteuerungskonfiguration, um endverbraucherdefinierte Relationen einzuschließen, kann es einem Endverbraucher ermöglicht werden, Navigations-Links zu den Prozesssteuerungseinheiten zu etablieren, die ursprünglich nicht in den Original-Konfigurationen enthalten waren. Unter Beibehaltung der Beschreibung der oben beschriebenen Relationsdaten kann ein Benutzer Relationen mit den zugehörigen Betriebsanweisungen (SOP) oder MSDS-Dokumenten wie in 4 gezeigt definieren. Das heißt, dass es dem Benutzer ermöglicht wird, neue Relationen zu definieren, die für den Endverbraucher spezifisch sind und die nicht ursprünglich während der Prozessanlagenkonfiguration oder der Bedieneranzeigenkonfiguration in Erwägung gezogen wurden. Der Endverbraucher kann z. B. Relationen zwischen einem Steuermodul 128 und SOP-Dokumenten, MSDS-Dokumenten, dem nächsten Modul in einem Prozess und dem vorherigen Modul in einem Prozess definieren. Jede dieser zugehörigen Prozesssteuerungseinheiten werden gemäß einer zugehörigen Etikettenart 130 und einem zugehörigen Etikett identifiziert, das dem Relationswert 132 entspricht. Weiterhin kann es ebenfalls von Nutzen sein, die Relationen in einer Anzeige aufzulisten, obwohl die Navigation ein Hauptnutzen der Relationsdaten ausmacht. Es kann z. B. auf einer Modulblende eine Liste mit Geräten angezeigt werden, die in Wechselwirkung mit den Modulen stehen, wobei die Liste Details über das Gerät/die Geräte enthalten kann, wie z. B. den Gerätestatus sowie Hyperlinks zu einer Blende des Geräts.
5 stellt eine beispielhafte Prozesssteuerungsumgebung 124 dar, einschließlich einer Anzeige, die eine Explorer-Abbildung 140 einer Prozesssteuerung enthält. Die Explorer-Abbildung 140 der Prozesssteuerung, namentlich OBJECT EXPLORER, kann eine grafische Benutzerschnittstelle, ein Anwendungsfenster, etc. sein. Die Explorer-Abbildung 140 der Prozesssteuerung zeigt Prozesssteuerungseinheiten 142, organisiert in einer hierarchischen Struktur, an. Diese Prozesssteuerungseinheiten 142 können beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf beliebige der hierin beschriebenen logischen und/oder physikalischen Prozesssteuerungseinheiten. Die Prozesssteuerungseinheiten 142 können z. B. ein oder mehrere Prozesssteuerungssysteme, Arbeitsstationen, Steuergeräte, Datenkarten, Ausrüstung, Feldgeräte, SOP-Dokumente, MSDS-Dokumente, etc. enthalten. Die Explorer-Abbildung 140 der Prozesssteuerung ermöglicht es dem Endverbraucher, Einheiten innerhalb eines Prozesssteuerungssystems, einschließlich den dazwischen bestehenden Relationen, zu organisieren und/oder durchzusuchen, wobei die Relationen für eine ausgewählte Prozesssteuerungseinheit in der Ebene rechts angezeigt wird. Bei diesem Beispiel enthält ein Prozesssteuerungs-SYSTEM 01 die ARBEITSSTATION 01, ARBEITSSTATION 02, einen Ordner für STEUERGERÄTE und einen Ordner für GERÄTE. Die ARBEITSSTATION 01 und/oder ARBEITSTATION 02 kann SOP und/oder MSDS-Dokumente enthalten. Der Ordner für STEUERGERÄTE enthält STEUERGERÄT 03, STEUERGERÄT 07 und die Datenkarte CARD SIP01. Der Ordner für GERÄTE enthält Prozesssteuerungsausrüstung, einschließlich ein VENTIL V102, ein TANK T455 und eine PUMPE P321 1912. Zusätzlich enthält der Ordner für GERÄTE ein TRANSMITTER PT101 SCHIEBEN. Die PUMPE P321 144 kann der Pumpe 112 der 1 entsprechen, das STEUERGERÄT 03 kann dem Steuergerät 106 entsprechen, die ARBEITSSTATION 01 kann der Arbeitsstation 102 entsprechen und das TRANSMITTER PT101 SCHIEBEN kann dem Feldgerät 110a entsprechen. Ein Benutzer kann auf eine beliebige Einheit klicken und/oder diese öffnen, um die Konfigurationsinformationen, Datenquelleninformationen, Adressinformationen, Installationsinformationen, Relationsinformationen, etc. zu betrachten und/oder zu editieren. Eine weitere Offenbarung einer Prozesssteuerungsumgebung ist in der US-Patentanmeldung mit Seriennummer 12/055,896 unter dem Titel „Methods and Apparatus to Create Process Control Graphics Based an Process Control Algorithm Information” [„Verfahren und Gerät zum Erstellen von Prozesssteuerungsgrafiken basierend auf Prozesssteuerungs-Algorithmusinformationen”], eingereicht am 26. März 2008 ersichtlich, wobei deren Inhalt hierin unter Bezugnahme enthalten ist.
6 stellt eine beispielhafte Bildschirmanzeige eines Grafikeditors 50 dar, der verwendet werden kann, um eine oder mehrere Relationen einer Prozesssteuerungseinheit zu erstellen oder zu modifizieren, um das Verhalten der Navigation während der Laufzeit der HMI zu steuern. Der Grafikeditor 50 kann von einem System-Ingenieur während der Prozesssteuerungs-Systemkonfiguration oder während der Bedieneranzeigenkonfiguration eingesetzt werden. Der Grafikeditor 50 kann jedoch auch an einen Endverbraucher z. B. während der Steuerstrategiekonfiguration oder anderen Konfigurationsumgebungen zur Verfügung gestellt werden.
Der Editor 50, der während dem Prozess der Erstellung eines Tanks dargestellt wird, der schließlich in einer grafischen Anzeige verwendet werden kann, die z. B. einen Reaktorteil einer Prozessanlage darstellt, enthält einen Haupteditierabschnitt 152, eine Palettenansicht 154, einen Elementhierarchieabschnitt 156 und einen Parameterdefinitionsabschnitt 158. Der Haupteditierabschnitt 152 stellt einen Arbeitsplatz für den Benutzer oder Ingenieur zum Definieren oder Erstellen einer Verbundform 160 bereit und deshalb auch zum Definieren der visuellen Merkmale der Verbundform, in diesem Fall ein Tank, und ebenso um die Verbundformen in grafische Anzeigen auszulegen und zu konfigurieren, wie z. B. ein Reaktor. Im Allgemeinen besteht die vom Elementeditor 50 erstellte Verbundform 160 aus einem oder mehreren Subelementen 162 oder aus verschiedenen Formen, die in einer definierten Weise zusammen platziert oder gruppiert werden. Die Subelemente können ebenfalls Verbundformen sein, sodass eine einzelne Verbundform eine oder mehrere „ineinander gesteckte” Verbundformen als Subelemente enthalten kann. Verbundformen können z. B. Kreise, Linien, Punkte, Polygone, Vierecke, Rechtecke, Dreiecke oder andere grafische Formen als Subelemente enthalten. Die Tank-Verbundform 160 der in 6 abgebildeten grafischen Reaktoranzeige ist ein Beispiel einer Verbundform, da diese mehrfache Subelemente 162 enthält. Ein oder mehrere der Subelemente können eine Verbundform sein, z. B. kann ein „Agitator”-Subelement einer „Tank”-Verbundform aus mehreren Subelementen bestehen. Wird auf diese Weise definiert, können separate Vorgänge oder Animationen ebenfalls auf jede der verschiedenen Formen angewendet oder damit assoziiert werden, welche eine Verbundform 160 ausmachen. Selbstverständlich können Verbundformen auch aufwendigere gestalterische Wiedergaben von Elementen enthalten. Um eine Verbundform zu definieren oder aufzubauen, kann ein Benutzer oder Konstrukteur eine beliebige Anzahl von Subelementen oder anderen Verbundformen zum Haupteditierabschnitt 152 hinzufügen und diese auf beliebige Weise zusammen gruppieren. Eine weitere Offenbarung von Verbundformen und Techniken zum Erstellen und Skalieren von Verbundformen ist aus der US-Patentanmeldung mit Seriennummer 12/403,812 unter dem Titel „Scaling Composite Shapes for a Graphical Human-Machine Interface” [„Skalieren von Verbundformen für eine grafische Mensch-Maschine-Schnittstelle”], eingereicht am 13. März 2009, ersichtlich, deren Inhalt hierein unter Bezugnahme enthalten ist.
Die Verbundformen können eine Reihe von Parametern enthalten, die während der Konfigurationszeit (d. h. der Erstellung der Verbundform) definiert worden ist, welche in 6 abgebildet sind. Bei manchen Ausführungsformen können sich die Parameter auf Skalierverhalten der Verbundformen, wie im Parameterdefinitionsabschnitt 158 gezeigt, beziehen. Es ist im Parameterdefinitionsabschnitt 158, dass die Parameter für die Verbundform (in diesem Fall ein Tank) z. B. derart konfiguriert werden können, dass ein Stück der Relationsdaten abgelesen werden können. Der Parameterdefinitionsabschnitt 158 kann beispielsweise Prozesssteuerungsetiketten auflisten, mit denen der Tank eine Relation wie durch den Benutzer definiert besitzt, wie z. B. die Prozesssteuerungselemente im Reaktor, von dem der Tank ein Teil ist. Die Prozesssteuerungsetiketten können daher verwendet werden, um Navigations-Links an die durch die Prozesssteuerungsetiketten identifizierten Prozesssteuerungseinheiten zu etablieren, wodurch die HMI dazu gebracht wird, Links zu den grafischen Elementen und grafischen Anzeigen abzugeben, die für diese zugehörigen Prozesssteuerungseinheiten bezeichnend sind.
Einmal erstellt, definieren Verbundformen die grafische Repräsentation für ein tatsächliches Objekt, das während der Laufzeit als ein PGXML, XAML oder als Windows Präsentation Foundation (WPF – vormals als „Avalon” bekannt)-Steuerungen implementiert werden kann, die insgesamt wohlbekannte Steuerungen von Microsoft^® sind und die, da sie objektbasierend sind, leicht in standardmäßigen Anzeigen von Windows^® implementiert werden können und zwischen Anzeigenumgebungen übertragbar sind. Diese Objekte können auf einem Bildschirm oder einer Anzeige angezeigt werden, wenn die Verbundform in einer Laufzeitumgebung verwendet wird. Die Formen oder Subelemente 162, welche die Verbundform ausmachen, können in einer Verbundformhierarchie im Hierarchieabschnitt 156 dargestellt werden. Bei der in 6 dargestellten Konfigurationszeitumgebung kann ein Benutzer verschiedene, wie nachfolgend beschriebene Parameter mit jedem Subelement der Verbundform assoziieren und definieren.
Im Editor 50 beinhaltet die Palettenansicht 154 eine Reihe von Grundelementen, die verwendet werden können, um eine Verbundform 160 zu erstellen. Die Palettenansicht 154 enthält z. B. einen Satz an grundlegenden UI-(Benutzerschnittstellen)-Elementen, wie z. B. Schaltflächen, Textkästchen, Schieber, Knöpfe, etc., einen Satz an Bedienfeldern und einen Satz an Grundformen. Die definierten Bedienfelder können einen Behälter für verschiedene Subelemente bereitstellen und können ein oder mehrere Konfigurations- oder Laufzeitverhalten an die beinhalteten Subelemente verleihen. Die verschiedenen Bedienfelder können z. B. ein Skalierkanvasbedienfeld 164 enthalten, das die Funktionen des Kanvasbedienfelds mit der zusätzlichen Funktion der Fähigkeit einschließt, eine Verbundform 160 ohne Verzerrung ihres Subelements in der Größe anzupassen. Eine Verbundform 160 kann aus einer Palettenansicht 154 ausgewählt werden und zum Editierabschnitt 152 gezogen werden. Weiterhin können die Subelemente und Verbundformen in der Palettenansicht 154 ISA-Symbole (Instrument Society of America), Transmittersymbole, Ventilsymbole, PI&D-Diagrammsymbole oder andere Steuersymbole, etc. oder beliebige erwünschte andere Formen enthalten, die alle verwendet werden können, um eine Verbundform aufzubauen.
Der Elementhierarchieabschnitt 156 stellt unter Anwendung einer Hierarchieansicht oder einer Baumstruktur innerhalb des Haupteditierabschnitts 152 die Komponenten bereit, die mit der Form 160 assoziiert sind. Im Beispiel von 6 zeigt der Hierarchieabschnitt 156, dass die Verbundform 160, die im Hauptediterabschnitt 152 definiert wird, Subelemente oder Primitiven 162 eines Rechtecks und einer Ellipse sowohl als auch ein Subelement enthält, das eine Verbundform eines Rührwerks ist sowie dessen Ellipsen- und Rechteck-Subelemente. Selbstverständlich sind die im Hierarchieabschnitt 156 abgebildeten Subelemente nur zu Illustrationszwecken dargestellt, da die in 6 dargestellte Form 160 mehr Subelemente als gezeigt beinhaltet. Obwohl nicht in 6 gezeigt, kann der Hierarchieabschnitt 156 Hinweise auf Animationen, Vorgänge und andere Anzeigenmerkmale enthalten, wie z. B. Skripte, visuelle Auslöser, etc. die für die Form 160 definiert sind.
Der Parameterdefinitionsabschnitt 158 stellt sämtliche Parameter dar, einschließlich der spezifischen Parameter, die derzeit wie im Editor 50 gezeigt als Verbundform 160 definiert sind. Wird der Reaktor ausgewählt, führt der Parameterdefinitionsabschnitt die Prozesssteuerungseinheiten während der Konfiguration auf, mit denen der Reaktor eine Relation aufweist. Insbesondere kann der Parameterdefinitionsabschnitt 158 die Pfadsyntax für den Referenzschlüssel oder alternativ für den Referenzwert aufführen, wodurch das grafische Element oder die Anzeige mit der Relationswertreferenz assoziiert wird. Insbesondere wird das grafische Element oder die Anzeige durch eine eindeutige grafische Elementidentifikation gespeichert und identifiziert, die mit den entsprechenden Relationswertreferenzen wie im Parameterdefinitionsabschnitt 158 definiert assoziiert wird.
Wie nachfolgend beschrieben kann sich ein Relations-DSE mit den Relationsparametern koppeln, die vom Definitionsabschnitt 158 konfiguriert wurden. Die konfigurierten Relationsparameter und die Logik des Relations-DSE können die Generation von Relationen in der HMI in einer Konfigurationsumgebung und einer Laufzeitumgebung erlauben. Der Benutzer kann z. B. zum Konfigurationszeitpunkt, wenn ein Benutzer die verschiedenen Verbundformen 160 erstellt, die in einer Verbundformbibliothek gespeichert werden sollen, oder eine grafische Anzeige, einschließlich einer oder mehrerer Verbundformen erstellt, konfigurieren, welche Relationen verwendet werden sollen, sodass die wie durch die Verbundform repräsentierte Prozesssteuerungseinheit als mit einer anderen Prozesssteuerungseinheit in Beziehung stehend verstanden wird, wie durch eine andere Verbundform oder ein anderes grafisches Element oder eine Anzeige repräsentiert sein kann. Wenn der Benutzer eine Bedieneranzeige während der Laufzeit öffnet und verwendet, kann der Benutzer oder Bediener ebenfalls von einem grafischen Element oder Anzeige zur anderen basierend auf den Relationen navigieren.
Sind die Relationsparameter einmal zum Konfigurationszeitpunk gespeichert und eingestellt, kann das konfigurierte grafische Element oder die Verbundform in einer Verbundformbibliothek zur Verwendung zum Konfigurationszeitpunkt der HMI sowie zur Laufzeit innerhalb einer HMI verwendet werden. Es sei bemerkt, dass das Definieren der Relationen gemäß den Relationsparametern für ein grafisches Element oder eine Anzeige nicht bedeutet, dass die Relationen, und schon gar nicht die davon erstellten Navigations-Links, in die HMI festcodiert werden. Im Gegenteil, die Verwendung von Relationsparametern dient dazu, dass das grafische Element oder die Anzeige (wie durch eine grafische Elementidentifikation) mit anderen grafischen Elementen oder Anzeigen (ebenfalls durch grafische Elementidentifikationen identifiziert) während der Laufzeit der HMI assoziiert wird, während der die Relationswertreferenzen aus dem Relationsspeicher mit den grafischen Elementen/Anzeigen assoziiert und an diese gebunden werden. Als solche kann die Navigation in der HMI teilweise, primär oder insgesamt datengesteuert bleiben.
Zusätzlich zum Befüllen des Relationsspeichers mit den Relationsdaten zum Antrieb der HMI kann die Laufzeitleistung der HMI weiter durch die Nachbildung der Relationsdaten auf jeder Bedienerarbeitsstation verbessert werden. Im Allgemeinen wird es somit den Daten ermöglicht, für die Bedienerarbeitsstation hoch verfügbar zu sein, ohne von einer anderen Arbeitsstation, einer zentralen Arbeitsstation oder einem Server bei Laufzeit abhängig zu sein. Unter Bezugnahme auf 7 kann ein Stammrelationsspeicher 170 mit Relationswertreferenzen basierend auf den von den verschiedenen Relationsquellen wie oben beschrieben befüllt werden. Als solcher kann der Stammrelationsspeicher 170 als zentrale oder Stammbibliothek für die Relationswertreferenzen fungieren. Die Relationswertreferenzen können regelmäßig auf einen lokalen Relationsspeicher 174a–174d für jede Arbeitsstation 172a–172d verteilt und nachgebildet werden. Dies kann in einer Reihe von Wegen erreicht werden, einschließlich regelmäßiger oder anwendungsgesteuerter Anfragen vom lokalen Relationsspeicher 174 oder regelmäßiger Datenschübe vom Stammrelationsspeicher 170.
Ferner können die am lokalen Relationsspeicher 174 nachgebildeten Relationswertreferenzen von der Funktion oder vom Benutzer der Arbeitsstation abhängen. Nachbildungen können sich z. B. auf die Relationswertreferenzen innerhalb der Kontrollspanne des Benutzers oder der Arbeitsstation beschränken. Das heißt, dass nur die Relationen, die Prozesssteuerungseinheiten unter der Kontrolle des Benutzers oder der Arbeitsstation einbeziehen, auf den assoziierten Relationsdatenspeicher nachgebildet werden können. Prozesssteuerungseinheiten und Relationen davon, die nicht unter den Kontrollbereich des Benutzers oder der Arbeitsstation fallen, können nicht nachgebildet werden. Bei einem weiteren Beispiel kann die Nachbildung auf die Relationswertreferenzen innerhalb der Interessenspanne des Benutzers oder der Arbeitsstation beschränkt sein. Das heißt, dass Relationen, die sich außerhalb der Kontrollspanne des Benutzen oder der Arbeitsstation befinden, jedoch trotzdem von Interesse für den Benutzer oder die Arbeitsstation oder für diese nützlich sind. Beispiele können Alarmanzeigen innerhalb eines Bereichs sein, wenn die Kontrollspanne auf eine bestimmte Baugruppe im Bereich beschränkt ist, oder Wartungsaktivitäten, wenn die Kontrollspanne auf die Betriebsabläufe beschränkt ist. Bei einem weiteren Beispiel kann sich die Nachbildung auf alle Relationen in einem Prozesssteuerungssystem oder einer Prozessanlage erstrecken.
Durch das Nachbilden der Relationswertreferenzen auf den lokalen Relationsspeicher jeder der Arbeitsstationen hängen die Arbeitsstationen nicht von der Verfügbarkeit einer zentralen Arbeitsstation oder eines Servers ab. Da diese Relationen lokal und statisch sind, hängt der Zugang zu externen Dokumenten, wie z. B. SOP oder MSDS, weiterhin nicht von Kommunikationen mit einem Steuergerät ab. Falls eine Kommunikationsstörung mit dem Steuergerät auftritt, kann der Bediener trotzdem Zugang zum SOP-Dokumentnamen und sogar zu den SOP-Dokumenten selbst erhalten (falls das Netzwerk zur Verfügung steht oder falls das Dokument lokal gecached ist), welches Anweisungen darüber enthalten kann, wie fortgefahren werden soll, wenn die Kommunikation verloren gegangen ist.
Sind die Relationsdaten von den Relationsquellen einmal verwendet worden, um den Relationsspeicher mit Relationswertreferenzen zu befüllen und sind die grafischen Elemente und Anzeigen einmal konfiguriert worden, kann die HMI die Relationsdaten während der Laufzeit vom Relationsspeicher unter Anwendung eines ähnlichen Syntax abrufen, um Zugang zu den Laufzeitdaten zu erhalten. Bei einem Beispiel werden diese Relationen über das Relations-DSE als Teil eines Pfads abgerufen. Ein Beispiel einer Pfadsyntax wird in der nachfolgenden Tabelle bereitgestellt:

Pfadsyntax Beschreibung

//FIC101.Device[0] Gerät zuerst (primär) abrufen

//FIC101.Device Alle Geräte bezüglich dieses Steuermoduls abrufen

//FIC101.Faceplate Blende für FIC-101 abrufen
Innerhalb der HMI 100 können die Relationsdaten verwendet werden, um die Navigation zwischen den grafischen Elementen und grafischen Anzeigen zu steuern, wodurch gesteuert wird, was angezeigt wird. Das heißt, dass die HMI unter Anwendung von Relationen datengesteuert sein kann, weil die Relationen deterministisch sind, wenn ein System in Betrieb ist und im Allgemeinen keine Konfigurationsänderungen während des Betriebs vorgenommen werden. Die grafischen Elemente und Anzeigen werden zur Laufzeit zur Bedieneranzeige hinzugefügt, indem die Relationen festgestellt werden. Dies führt dazu, dass die Relationsdatenquelle 103, 106 und der Relationsspeicher 102 das Ergebnis (oder die Ergebnisse) für dasselbe Etikett und dieselbe Art derart ausgeben, dass eine konsistente Benutzererfahrung an der HMI kreiert wird. Das Anklicken einer Schaltfläche auf einer Blende der HMI für ein bestimmtes Prozesssteuerungsetikett führt z. B. jedes Mal zum selben Ergebnis. Als solches sind Navigation und Anzeige in der HMI 100 wenigstens teilweise datengesteuert im Gegensatz zum Festcodieren der Links in der HMI und/oder das Abfragen der notwendigen Module während der Laufzeit, was in manchen Fällen die Steuerleistung beeinflussen kann (z. B. durch Koppeln der Navigation zum Steuergerät oder zur Laufzeit).
Im Allgemeinen können die Relationsdaten, und insbesondere die Relationswerte verwendet werden, um die Navigations-Links dynamisch zu erstellen, indem eine gemeinsame Anzeige für verschiedene Teile des Prozesssteuerungssystems wiederverwendet wird, wie z. B. die Verwendung derselben Anzeige für viele Module im Gegensatz zur Erstellung einer neuen Anzeige für jedes Modul. Falls eine grafische Anzeige für ein Steuermodul z. B. mit einem Ausrüstungsstück, wie z. B. einem Feldgerät, assoziiert ist, kann die Anzeige dieses darstellen. Falls das Feldgerät seine eigene Anzeige verwendet (z. B. Blende), kann die HMI 100 ein Skript aktivieren, um die zugehörige Blende zu öffnen. Unter Anwendung dieses Beispiels wird eine grafische Anzeige, die ein grafisches Element enthält, das ein Feldgerät darstellt, zusammen mit einem zugehörigen grafischen Element, das eine Relation zwischen dem Feldgerät und einer weiteren Prozesssteuerungseinheit, wie z. B. der Blende, darstellt, durch die Relationsdaten gesteuert, um vom Feldgerät zur Blende des Feldgeräts in der HMI zu navigieren. Es ist weiterhin möglich, Prozessinformationen über die zugehörigen Feldgeräte anzuzeigen, wie z. B. den Statusmodus oder Alarmzustände. Da die HMI 100 in der Lage ist, die Relationsdaten vom Relationsspeicher 102 abzurufen, ist es für die HMI 100 nicht notwendig, die spezifischen Relationsdaten von der spezifischen Prozesssteuerungssystem-Laufzeit abzufragen. Deshalb können die Relationsdaten leicht zur Verfügung gestellt werden, auch im Fall dass das Prozesssteuerungssystem nicht zur Verfügung stehen sollte.
Die Relationen zwischen den Prozesssteuerungseinheiten können ebenfalls in der HMI 100 grafisch repräsentiert sein. Eine grafische Anzeige oder ein grafisches Element für eine Prozesssteuerungseinheit kann z. B. derart konfiguriert werden, um ein zusätzliches grafisches Element oder Subelement am grafischen Element anzuzeigen (z. B. eine Schaltfläche), dass es einem Benutzer ermöglicht wird, zu einer grafischen Anzeige oder einem grafischen Element einer korrelierenden Prozesssteuerungseinheit zu navigieren. Weiterhin kann die HMI 100 dem Benutzer zusätzliche Optionen, Werkzeugleisten, etc. zur Verfügung stellen. Diese Relationen können verwendet werden, um die Darstellung alternativer Optionen auf einer grafischen Anzeige zu ermöglichen, wie z. B. zusätzliche Menüeinträge (Kontextmenü und Anwendung) sowohl als auch Werkzeugleisteneinträge und kann verwendet werden, um alternative Informationen zur Verfügung zu stellen, wie z. B. eine Liste der Steuerparameter von Funktionsblöcken, welche die aktuellen Prozesswerte in der Prozessanlage zeigen. Die alternativen Optionen und Informationen können durch die Relationsdaten auf ähnliche Weise wie die grafischen Elemente und grafischen Anzeigen datengesteuert sein. Die Anzeige kann z. B. die Relationen verwenden, um eine Liste mit von einem Modul eingesetzten Geräten zu erstellen. Der Modulname kann zur Laufzeit bereitgestellt werden und die Liste variiert basierend auf dem Modulnamen, d. h. die Liste der zugehörigen Geräte kann von Modul zu Modul varrieren. Ein weiteres Beispiel ist eine List der Geräte, die in Wechselwirkung mit einem bestimmten Steuergerät stehen. Ist die Liste einmal bereitgestellt/generiert, können Prozessdaten (z. B. Gesundheitsdaten) von der Laufzeit abgelesen und diese Informationen angezeigt werden. Dies vermeidet das Erstellen einer neuen, eindeutigen Anzeige für jedes Modul oder eine neue, eindeutige Anzeige für jedes Steuergerät. Diese Arten von Anzeigentechniken (z. B. unter Anwendung einer gemeinsamen Anzeige für mehrfache Einheiten) kann z. B. durch Anwendung von Skripting erreicht werden.
Eine weitere Ausführung darüber, wie die Relationsdaten, und insbesondere die Relationswertreferenzen die von HMI 100 gesteuert wird, ist nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Um die Relationen während der Laufzeit zur Steuerung der HMI einzusetzen, wird speziell eine Relationsdaten-Servererweiterung (DSE) 180 als ein Mechanismus zur Anwendung der Relationen zwischen verschiedenen Prozesssteuerungsetiketten bereitgestellt, sodass alternative Informationen auf einer Anzeige dargestellt werden können, um zwischen Anzeigen zu navigieren, um zusätzliche Menüeinträge zu präsentieren, Werkzeugleisteneinträge und die HMI-Navigation und -Anzeige anderweitig zu steuern.
Im Allgemeinen kann die Relations-DSE 180 für jede Arbeitsstation lokal sein, sodass die Relations-DSE innerhalb einer Bedienerumgebung betrieben wird und mit einem Relationsserver 182 in einer Laufzeitumgebung kommuniziert. Der Relationsserver 182 kann als ein Relationsspeicher oder Stammrelationsspeicher fungieren oder anderweitig Zugang zu demselben bereitstellen. Relations-DSE 180 und Relationsserver 180 können über ein Kommunikationsprotokoll einer API, wie z. B. einer Windows Communication Foundation (WCF) Schnittstelle 184 kommunizieren, was die Unterstützung eines konsistenten Fern-Clienten und Webstrategie ermöglicht. Dies kann eine publizierte Schnittstelle (oder Gruppe von Schnittstellen) sein, die von der Relations-DSE bereitgestellt wird, um die Relationswertreferenzen an die Bedienerumgebung zur Verfügung zu stellen.
Die Relations-DSE 180 besteht im Allgemeinen aus zwei Teilen: eine Baugruppe, die/der in Zusammenhang mit dem Bedienerumgebungsprozess abläuft und eine weitere Baugruppe oder Prozess, die in Zusammenhang mit einer Dienstleistung abläuft, die Zugang zu den zugrundeliegenden Relationen bereitstellt. Unter Anwendung der WCF-Schnittfläche 184 zwischen dem Benutzersitzungsprozess und dem Serverprozess kann es ermöglichen, dass sich beide Prozesse in denselben oder verschiedenen Computern befinden.
8 ist im Wesentlichen ein Datenflussdiagramm auf Makroebene, das den Fluss der Relationswertreferenzen bis zu einem grafischen Element oder einer Anzeige darstellt und eine allgemeine Übersicht über die von der Relations-DSE bereitgestellten Funktionalität bietet. Das heißt, dass das Diagramm zwar den allgemeinen Fluss darstellt, jedoch nicht als eine Repräsentation der Diskussionsfäden oder Prozesse gilt. Das Datenflussmuster folgt im Allgemeinen anderen existierenden Muster für gelesene und abonnierte Werte. Im Allgemeinen sind die gelesenen und abonnierten Relationswertreferenzen jedoch für die Arbeitsstation lokal.
Wenn die HMI zuerst geladen oder wenn eine Bedienerumgebungsanzeige der HMI zuerst geladen wird, kann die Relations-DSE 180 eine Liste der Relationswertreferenzen und der assoziierten grafischen Elementidentifikationen vom Relationsserver 182 über die WCF-Schnittstelle 184 empfangen. Jede dieser Relationswertreferenzen kann in einer Reihung repräsentiert sein, die ausreichendes Detail bereitstellt, um einen einzelnen Relationswert aufzufinden. Wie zuvor erörtert, werden die Relationswertreferenzen im Allgemeinen als Schlüssel-/Wert(e)-Paare bereitgestellt. Die Werte sind im Allgemeinen Reihungen oder werden im Relationsserver 182 als Reihungen präsentiert. Die Relations-DSE 180 verbindet oder knüpft sich an jeden dieser Werte vom Relationsserver 182 aus an.
Unter Bezugnahme von 8 schließt 186 sich eine Formbenutzerschnittstelle, wie z. B. der grafische Editor 50, an die Relations-DSE 180 an, um die Relationswertreferenzen zu empfangen, oder die Relationswertreferenzen wenigstens in einem Formdatencache publiziert zu haben. Wechselweise kann sich die Relations-DSE 180 an den Relationsserver 182 oder einen anderen Relationsspeicher anschließen 188, um die Relationswertreferenzen zu empfangen. Der Relationsserver 182 fragt 190 einen Relationsspeicher ab, um die Relationswertreferenzen abzurufen. Bei einem weiteren Beispiel kann der Relationsserver 182 die Relationsquellen abfragen, um die Relationsdaten abzurufen und daraus den Relationsschlüssel/die Werte zu bilden.
Die Relationswertreferenzen werden 192 zur Relations-DSE 180 zurückgesendet. Die Relations-DSE 180 kann die Relationswertreferenzen durch Aktualisieren 194 eines DSE-Caches zum schnelleren und effizienteren Abrufen der Relationswertreferenzen cachen. Die Relations-DSE 180 aktualisiert 196 ferner das grafische Editor-Cache mit den Relationswertreferenzen. Danach werden die Relationswertreferenzen an die grafischen Elementidentifikationen der grafischen Elemente/Anzeigen gebunden 198.
Die Bindungen 198, bei denen es sich um statische oder fixierte Bindungen handeln kann, definieren die Weise, in welcher die Parameter oder Eigenschaften eines grafischen Elements/einer Anzeige an die Relationswertreferenzen gebunden werden sollen und insbesondere mit den Relationsschlüsseln innerhalb der Laufzeitumgebung, wenn das grafische Element/die Anzeige als Teil einer Anzeige in der Laufzeitumgebung implementiert wird. Im Allgemeinen etablieren die Bindungen 198 für jedes grafische Element/jede Anzeige die Weise, in welcher das grafische Element/die Anzeige mit einer oder mehreren Einheiten oder Datenelementen verknüpft wird, die an anderer Stelle in der Anlagenumgebung definiert sind und dadurch eine Schnittstelle zwischen der Laufzeitumgebung und dem grafischen Element definieren, sowie die Navigation innerhalb der Bedienerumgebung definieren.
Einmal erstellt, können das grafische Element und die grafischen Anzeigen an die Laufzeitumgebung an z. B. einer beliebigen der Arbeitsstationen 20–23 von 1 gebunden und ausgeführt werden. Insbesondere kann das Element oder die Anzeige als ein tatsächliches Laufzeitobjekt realisiert und in der Laufzeitumgebung ausgeführt werden, nachdem ein grafisches Element oder eine grafische Anzeige als ein Klassenobjekt erstellt und in einer Datenbank 52 oder einem Cache (siehe 8) gespeichert worden ist. Die Relations-DSE kann z. B. ein Objekt als ein Dynamic Language Runtime (DLR) Skript 200 instanzieren. Der Instanzierungsprozess füllt die in den Objekten definierten Bindungen aus, die unter Anwendung einer oder mehrerer Auflösungstabellen, die mit den richtigen Relationswertwerten durch Lesen 202 des DSE-Wertcaches, können innerhalb der Prozessanlage oder des Prozesssteuerungssystems beladen sein, um eine spezifische Verbindung zwischen den Prozesssteuerungseinheiten innerhalb der Prozessanlage und innerhalb der grafischen Objekte bereitzustellen, die auf einem Anzeigegerät innerhalb der Anlage 10 betrieben werden.
Ein grafisches Element oder eine grafische Anzeige kann kopiert oder instanziert und auf die Laufzeitmaschine geladen werden, um zur Laufzeitumgebung portiert zu werden. Bei einem Beispiel kann das Anzeigenobjekt nur dann an die Laufzeitumgebung gebunden sein, wenn dieses aufgerufen oder tatsächlich auf einer Laufzeitmaschine ausgeführt worden ist, was hierin als Laufzeitbindung bezeichnet wird. Das heißt, dass die Auflösungstabelle für jedes der instanzierten Objekte nur dann ausgefüllt oder an die Laufzeitumgebung gebunden wird, wenn das Anzeigenobjekt tatsächlich läuft oder in einem Laufzeitcomputer ausgeführt wird. Daher kann das Anzeigenobjekt an die Laufzeitumgebung dann gebunden werden, wenn das Objekt tatsächlich auf einem Laufzeitcomputer läuft, was bedeutet, dass die Anzeigenobjekte periodisch mit der Laufzeitumgebung in einer Weise verbunden sind, die durch die Aktivitäten des Benutzers definiert ist, der die durch diese Objekte erstellte Anzeige betrachtet. Insbesondere können diese Objekte an eine Laufzeitumgebung zu Zeitpunkten gebunden sein, an welchen diese betrachtet werden müssen oder wenn nicht von einem Benutzer betrachtet, gelöst oder frei geschaltet werden können, z. B. wenn ein Benutzer einen Bildschirm, in dem diese Objekte eine Anzeige bereitstellen, verkleinert oder schließt.
Die Anzeigenobjekte können deshalb die Objekte sein, die in einer eigenständigen Umgebung erstellt worden sind, d. h. in der Konfigurationsumgebung, die jedoch mit weiteren Objekten oder Datenstrukturen verknüpft oder verbunden sein können, die innerhalb der Prozessanlagenumgebung oder einer anderen innerhalb der Prozessanlagenumgebung laufenden Anwendung definiert sind, einschließlich z. B. Objekte, Datenstrukturen, Anwendungen, etc., die in einer beliebigen Steuerungs-, Simulations-, Wartungs- oder Konfigurationsumgebung definiert sind. Weiterhin können die Anzeigenobjekte, wenn einmal erstellt, direkt an physikalische oder logische Prozesseinheiten über die in einer Auflösungstabelle definierten Relationswertreferenzen gebunden sein. Wie erforderlich kann die Relations-DSE 180 die Relationswertreferenzen vom Relationsserver 182 während der Laufzeit ablesen 204, was wiederum zu Abfragen 206 der Relationswertreferenzen als Antwort auf die Leseanfragen führt.
Obwohl mehrere Arten und Beispiele von Relationen hierin beschrieben worden sind, können verschiedene Relationen verschiedene Stufen an Wichtigkeit aufweisen. Als solche kann diesen kritischen Relationen durch die Relations-DSE und den Relationsserver Priorität gegeben werden. Beispiele kritischer Relationen können u. a. die nachfolgenden sein:

• Modul zu Anzeige einer bestimmten Art
• Modul zu Blendenanzeige
• Modul zu Detailanzeige
• Modul zu primäre Steueranzeige
• Modul zu benutzerdefinierte Anzeige
• Ausrüstungseltern der Ausrüstungs- und Steuermodule, Baugruppenmodul, Prozesszelle, Bereich oder Rezeptur
• Erweiterungsparameter an Behälter (Modul, Anzeige oder Block)
• Nächste/Vorherige Relationen (nach Prozessfluss)
• Modul zu Nächstes/Vorheriges Modul (Ausrüstung und Steuerung)
• Baugruppenmodul zu Nächstes/Vorheriges Modul
• Prozesszelle zu Nächste/Vorherige Prozesszelle
• Bereich zu Nächster/Vorheriger Bereich
• Eltern oder beinhaltetes Datenwort (Beispiel, Modul zu Baugruppenmodul)
• Navigieren zum ersten Kind (durch Prozessfluss)
• Bereich zu Erste Zelle
• Baugruppenmodul zu Erstes Ausrüstungsmodul
• Ausrüstungsmodul zu Erstes Steuermodul
• Modul-Block-/Parameterpfad zu Parameterart
• Anzeigenhierarchie und Reihenfolge der Anzeigen
• Anzeige nach oben
• Nächste/Vorherige Anzeige
• Bereich in der Steuerspanne eines Benutzers

Zusätzliche Relationen, die eventuell weniger kritisch, aber trotzdem wichtig sind (d. h. schnelle Relationen) können nachfolgende sein:

• Modul zu Gerät(e) und umgekehrt
• Geräte zu Modul(en)
• Zonen bezüglich dieses Systems
• Ausrüstung in einem Bereich
• Prozesszellen, Baugruppenmodule, Ausrüstungs- und Steuermodule
• Ausrüstung in einer Prozesszelle
• Baugruppenmodule, Ausrüstungs- und Steuermodule
• Ausrüstung in einem Baugruppenmodul
• Ausrüstungs- und Steuermodule
• Ausrüstung in einem Modul
• Steuermodule
• Blöcke in einem Modul oder einem Verbund (Browsing- und APC- sowie Diagnostikansichten)
• Liste der Blöcke
• Schritte in einem Modul oder Verbund
• Übergänge in einem Modul oder Verbund
• Vorgänge in einem Schritt
• Parameter in einem Block
• Historische Parameter
• Nicht sicher, was mit den erweiterbaren Parametern geschehen soll
• Felder an einem Parameter
• Benutzerdefinierte Relationen
• Es sollte für einen Benutzer möglich sein, seine eigenen Relationen zu erstellen
• Vorgänge, die auf einem Etikett durchgeführt werden können (Hubwert)
• Arbeitsstation Batch-Ausführungsprogramm zu Zugeordneten Rezepturen und umgekehrt
• Arbeitsstation Batch-Ausführungsprogramm zu Zugeordneten Bereichen

Für Dokument und Blenden (Anzeigen) können wichtige oder schnelle Relationen die nachfolgenden sein:

• Zu SOP- und MSDS-Dokumentnamen
• Modul zu Dokumentname
• Baugruppenmodul zu Dokumentname
• Bereich zu Dokumentname
• Prozesszellen-Dokumentname
• Gerät zu Dokumentname
• Rezeptur zu Dokumentname
• Modul zu Algorithmusinformationen
• Gerät zu einer Gerätart
• Gerät zu Gerätenachprüfung, Gerätbeschreibungs- oder Gerätartsymbol
• Gerätart und Gerätenachprüfung zu Gerätblendenanzeige oder Gerätdetailanzeige
• Hardware zu Anzeige
• Steuergerät zu Blendenanzeige
• Karte zu Blendenanzeige
• Subsystem an einem Knotenpunkt
• Knotenpunkte an einem System
• Arbeitsstationen, Steuergeräte, Schalter, Fern-E/A, etc.
• Steuergerät zu Karten
• Karten zu Kanälen
• Parameter an Hardware, wie z. B. Knotenpunkt, Karte, Kanal, Eingag, etc.
• Geräte an einem Feldbuseingang
• Geräte an einem Hart-Kanal
• Asibus und Profibus
• Module zu bezogenen DSTs und umgekehrt

Zusätzliche Beispiele von Relationen können die nachfolgenden sein:

• Ausrüstung in einer Ausrüstung und umgekehrt
• Module zu bezogenen DSTs und umgekehrt
• Karten und DST und umgekehrt
• DST zu Kanälen und umgekehrt
• Steuergeräte zu Karten und umgekehrt
• Karten zu Geräten und umgekehrt
• Module zu Geräten und umgekehrt
• Arbeitsstation Batch-Ausführungsprogramm zu Zugeordneten Rezepturen und umgekehrt
• Arbeitsstation Batch-Ausführungsprogramm zu Zugeordneten Bereichen
• Prozessfluss der Module bei Niveau 3 und Niveau 4 wird angezeigt
• Navigationsblöcke in einem Modul basierend auf einem Ausführungsbefehl
• Navigation der Schritte in einem Modul basierend auf einem Ausführungsbefehl
• Navigieren zu den Blöcken/Schritten/Übergängen eines Moduls und umgekehrt
• Navigieren zu den wichtigen Blöcken in einem Modul
• Liste aller Rezepturen und Navigation nach oben/nach unten in der Rezepturhierarchie, einschließlich zu den Phasenklassen
• Navigieren vom Modul zu den Steuergerätanzeigen und umgekehrt
• Navigieren von einem Modul zu den Karten, die dieses abruft und umgekehrt
• Navigieren von einem Modul zum zugeordneten Steuergerät und umgekehrt
• Navigieren von einem Bereich zu den Modulen in einem Bereich
• Navigieren zum nächsten/vorherigen Steuergerät, Karte, Arbeitsstation
• Navigieren von der Karte zum beinhalteten Steuergerät und umgekehrt
• Steuergeräte (und Knotenpunkte) zu Alarmbereich und umgekehrt
• Arbeitsstationen Alarmereignis-Subsystem zu Bereiche und umgekehrt
• Arbeitsstation Kontinuierlicher Historiker zu Bereichen und umgekehrt
• Virtueller Logiklöser zu Knotenpunkt
• Gerät zu Schattenblock und umgekehrt
• Gerät zu Eingang/Karte/Steuergerät und umgekehrt
• Logische Lösung zu Wirtknotenpunkt und umgekehrt
• Parameter an Blockdefinitionen
• Parameter zu Namenssatz
• Parameter zu Felder
• Modul zu Ausrüstungsschlichtung
• Karte zu Fern-EO-Subsystem
• Jeder Fall oder jede Verwendung zur Definition, wie z. B. FIC-101/PID1 zu PID.
• Baugruppenklasse zu Phasenklasse, Baugruppenmodule zu Phasenklassen und umgekehrt
• Fern-EO zu Scanner und umgekehrt
• Fern-EO zu Karte und umgekehrt
• Fernbetrieb w/s zu w/s
• Fern-EO-Karte zu Logikkarte des Steuergeräts und umgekehrt
• SIS-Logiklöser zu Logiklöserkarten
• SIS-Logiklöser zu Kanälen und DST und umgekehrt
• SIS-Module zu DSTs und umgekehrt

Falls implementiert, kann jede der hierin beschriebenen Software in jedem beliebigen computerlesbaren Speicher gespeichert werden, wie z. B. auf einer Magnetdiskette, einer Laserdiskette oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, etc. Auf ähnliche Weise kann diese Software an einen Benutzer, eine Prozessanlage oder einer Bedienerarbeitsstation unter Anwendung bekannter oder erwünschter Liefermethoden geliefert werden, einschließlich z. B. auf einer computerlesbaren Diskette oder einem anderen transportablem Computerspeichermechanismus oder über einen Kommunikationskanal, wie z. B. eine Telefonleitung, das Internet, das World Wide Web oder jedes andere beliebige lokale Bereichsnetzwerk oder Fernnetzwerk, etc. (wobei die Lieferung als gleich oder austauschbar mit der Bereitstellung solcher Software über ein transportables Speichermedium betrachtet wird). Ferner kann diese Software direkt ohne Modulation oder Verschlüsselung bereitgestellt werden, oder kann unter Anwendung einer beliebigen Modulationsträgerwelle und/oder Verschlüsselungstechnik vor Übermittlung über einen Kommunikationskanal moduliert und/oder verschlüsselt werden.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme spezifischer Beispiele beschrieben worden ist, die lediglich zu illustrativen Zwecken und nicht als die Erfindung einschränkend gelten, wird dem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich sein, dass Änderungen, Zusätze oder Lösungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Navigation in einer Bedieneranzeige in einem Prozesssteuerungssystem zur Anwendung in einer Prozessanlage, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen einer Liste von Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz assoziiert sind, wobei jede graphische Elementidentifikation der Prozesssteuerung ein grafisches Prozesssteuerungselement der Bedieneranzeige eindeutig identifiziert; Binden jeder Relationswertreferenz an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der Bedieneranzeige basierend auf den assoziierten grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, wobei jedes grafische Prozesssteuerungselement eine Einheit in der Prozessanlage grafisch darstellt und jede Relationswertreferenz eine logische und/oder physikalische Relation zwischen zwei oder mehr Einheiten in der Prozessanlage eindeutig identifiziert; Anzeigen eines ersten grafischen Prozesssteuerungselements in der Bedieneranzeige; Lesen einer Relationswertreferenz, die an das erste grafische Prozesssteuerungselement gebunden ist, als Antwort auf eine Benutzerauswahl des ersten grafischen Prozesssteuerungselements; und Anzeigen eines zweiten grafischen Prozesssteuerungselements, das mit dem ersten grafischen Prozesssteuerungselement durch die Relationswertreferenz verknüpft ist, welche das erste und das zweite grafische Prozesssteuerungselement miteinander verbindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Binden jeder Relationswertreferenz an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der Bedieneranzeige basierend auf den assoziierten grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung das Erstellen eines Navigations-Links zwischen den zwei oder mehr grafischen Prozesssteuerungselementen der Bedieneranzeige umfasst, wobei das Programm ferner Folgendes umfasst: Steuern der Navigation der Bedieneranzeige vom ersten grafischen Prozesssteuerungselement zum zweiten grafischen Prozesssteuerungselement unter Anwendung der Relationswertreferenz.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen einer Liste von Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz assoziiert sind, das Empfangen von Relationsdaten umfasst, die eine Relation zwischen Prozesssteuerungsetiketten definieren, wobei jedes Prozesssteuerungsetikett eine Prozesssteuerungseinheit unter einer Vielzahl von Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei jede Relationswertreferenz in der Liste der Relationswertreferenzen Folgendes umfasst: einen Relationsschlüssel, umfassend Informationen bezüglich der Relation der ersten Prozesssteuerungseinheit mit der zweiten Prozesssteuerungseinheit in der Prozessanlage; und den Relationswert, umfassend eine eindeutige Identifikation der Relation zwischen den ersten und zweiten Prozesssteuerungseinheiten, wobei der Relationswert unter den Prozesssteuerungsetiketten eindeutig ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Relationsschlüssel Folgendes umfasst: eine Identifikation der ersten Prozesssteuerungseinheit, wobei die Identifikation die erste Prozesssteuerungseinheit unter den Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert; eine Prozessteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der ersten Prozesssteuerungseinheit; und eine zugehörige Prozesssteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der zweiten Prozesssteuerungseinheit.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei jede Relationswertreferenz in der Liste der Relationswertreferenzen ferner Metadaten umfasst, wobei die Metadaten Folgendes umfassen: eine Relationsart, welche die Relation zwischen den ersten und zweiten Prozesssteuerungseinheiten beschreibt; und die Kardinalität der Relation zwischen den ersten und zweiten Prozesssteuerungseinheiten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Relationsart eine der nachfolgenden umfasst: eine hierarchische Relation oder eine laterale Relation.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Relation zwischen den ersten und zweiten Prozesssteuerungseinheiten mehr als ein Trennungsgrad basierend auf der Konfiguration der Prozesssteuerungseinheit im Prozesssteuerungssystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste grafische Prozesssteuerungselement in der Bedieneranzeige ein grafisches Subelement umfasst, das mit der Relationswertreferenz assoziiert ist, falls das grafische Prozesssteuerungselement an eine Relationswertreferenz gebunden ist, und wobei das Lesen einer Relationswertreferenz, die an das erste grafische Prozesssteuerungselement gebunden ist, als Antwort auf eine Benutzerauswahl des ersten grafischen Prozesssteuerungselements das Lesen der Relationswertreferenz, die mit dem grafischen Subelement assoziiert ist, als Antwort auf eine Benutzerauswahl des grafischen Subelements umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anzeigen eines ersten grafischen Prozesssteuerungselements in der Bedieneranzeige das Anzeigen einer ersten Blende umfasst, die mit dem ersten grafischen Prozesssteuerungselement assoziiert ist, und wobei das Anzeigen eines zweiten grafischen Prozesssteuerungselements, das mit dem ersten grafischen Prozesssteuerungselement durch die Relationswertreferenz verknüpft ist, welche die ersten und zweiten grafischen Prozesssteuerungselemente miteinander verbindet, das Anzeigen einer zweiten Blende umfasst, die mit dem zweiten grafischen Prozesssteuerungselement assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen einer Liste der Relationswertreferenzen und der grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz assoziiert sind, das Empfangen der Liste der Relationswertreferenzen und der grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung ohne Zugang zu den Laufzeitdaten des Prozesssteuerungssystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen einer Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikation der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz assoziiert ist, Folgendes umfasst: Empfangen einer Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz aus einer Relationsspeicher-Datenbank assoziiert sind; Nachbilden der Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz an der Bedienerarbeitsstation assoziiert ist, welche die Bedieneranzeige betreibt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Konfigurieren einer Relationswertreferenz sowie zwei oder mehr grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit der Relationswertreferenz assoziiert sind; Publizieren der Relationswertreferenz und der zwei oder mehr grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung; und Binden jeder konfigurierten Relationswertreferenz an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der Bedieneranzeige basierend auf den zwei oder mehr konfigurierten grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mit dem ersten grafischen Prozesssteuerungselement assoziierte Einheit eine der Gruppen umfasst, bestehend aus: einem Steueralgorithmus, einem Funktionsblock, einem Funktionsblockparameter, einem Prozesssteuerungsmodul, einem Ausrüstungsmodul, einem Prozesssteuerungs-Modulschritt, einem Prozesssteuerungs-Modulübergang, einem Prozessteuerungs-Modulvorgang, einem Prozessteuerungsgerät, einem Prozessteuergerät, einer Prozesssteuerungsschlaufe, einer Prozesssteuerungsbaugruppe, einem Prozesssteuerungsbereich, einem Alarm, einer Blendenanzeige, einer Detailanzeige, einer primären Steueranzeige, einer benutzerdefinierten Anzeige, einer Diagnostikanzeige, einer Betriebsanweisung für ein Gerät, einem Material-Sicherheitsdatenblatt, einer Prozesssteuerungsrezeptur sowie einem Prozesssteuerungs-Systemknotenpunkt, und wobei die mit dem ersten grafischen Prozesssteuerungselement assoziierte Einheit eine der Gruppen umfasst, bestehend aus: einem Steueralgorithmus, einem Funktionsblock, einem Funktionsblockparameter, einem Prozesssteuerungsmodul, einem Ausrüstungsmodul, einem Prozesssteuerungs-Modulschritt, einem Prozesssteuerungs-Modulübergang, einem Prozessteuerungs-Modulvorgang, einem Prozessteuerungsgerät, einem Prozessteuergerät, einer Prozesssteuerungsschlaufe, einer Prozesssteuerungsbaugruppe, einem Prozesssteuerungsbereich, einem Alarm, einer Blendenanzeige, einer Detailanzeige, einer primären Steueranzeige, einer benutzerdefinierten Anzeige, einer Diagnostikanzeige, einer SOP-Betriebsanweisung für ein Gerät, einem Material-Sicherheitsdatenblatt, einer Prozesssteuerungsrezeptur sowie einem Prozesssteuerungs-Systemknotenpunkt.
Grafischer Anzeigeneditor zur Anwendung in einer Prozessanlage zum Navigieren zwischen grafischen Prozesssteuerungselementen, die Einheiten innerhalb einer Prozessanlage repräsentieren, wobei der grafische Anzeigeneditor Folgendes umfasst: eine Bibliothek aus Relationen, wobei jede Relation eine verschiedene Relation zwischen einer physikalischen oder einer logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage sowie eine weitere physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage enthält; eine Navigationseditorroutine auf Grafikbasis, die es einem Benutzer ermöglicht, eine ausführbare Grafikanzeige durch Platzieren von Hinweisen auf ein oder mehrere grafischen Objekte von einer Bibliothek an grafischen Objekten in eine Editieransicht zu definieren, um eine Weise zu definieren, in welcher visuelle Repräsentationen des einen oder der mehreren grafischen Objekte auf einem Anzeigegerät für einen Benutzer während der Ausführung der grafischen Anzeige angezeigt wird, wobei die grafischen Objekte bezeichnend für die physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage sind; eine Relationsroutine, die es einem Benutzer ermöglicht, eine oder mehrere Relationen aus der Bibliothek der Relationen mit einem grafischen Objekt zu assoziieren, wobei die Relationsroutine es einem Benutzer ermöglicht, die Steuernavigation vom grafischen Objekt zu einem anderen grafischen Objekt basierend auf der Relation zu steuern; und eine Navigationseditorroutine auf Grafikbasis, die es einem Benutzer ferner ermöglicht, eine ausführbare Grafikanzeige durch Platzieren von Hinweisen auf ein oder mehrere grafischen Relationsobjekte auf eine Editieransicht zu definieren, um eine Weise zu definieren, in welcher visuelle Repräsentationen des einen oder der mehreren Relationen auf einem Anzeigegerät für einer Benutzer in Zusammenhang mit den visuellen Repräsentation des einen oder der mehreren grafischen Objekte angezeigt wird, die mit den Relationen während der Ausführung der grafischen Anzeige assoziiert sind.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Relationseditorroutine, die es einem Benutzer ermöglicht, Relationen zwischen physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage zu definieren und die Relationen in der Bibliothek der Relationen zu publizieren.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 16, wobei die Relationseditorroutine es dem Benutzer ermöglicht, Relationswertreferenzen für die physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage zu definieren, wobei jede der Relationswertreferenzen mit einer ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage assoziiert ist und eine Relation mit einer zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage beschreibt.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 17, wobei die Relationseditorroutine es dem Benutzer ermöglicht, die Relationswertreferenzen für die physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage zu definieren, einschließlich: ein Relationsschlüssel, umfassend Informationen über die Relationen der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage mit der zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage; und ein Relationswert, umfassend eine eindeutige Identifikation der Relation der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage mit der zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage, wobei der Relationswert unter den Relationswertreferenzen eindeutig ist.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 18, wobei die Relationseditorroutine es dem Benutzer ermöglicht, Relationsschlüssel zu definieren, einschließlich: ein Prozesssteuerungsetikett der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage, wobei die Identifikation die erste physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage unter einer Vielzahl von Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert; eine Prozesssteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage; und eine korrelierte Prozesssteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 17, wobei die Relationswert-Referenzdaten für eine physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage ferner Metadaten umfassen, wobei die Metadaten Folgendes umfassen: eine Relationsart, welche die Relation zwischen den ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage beschreibt; und die Kardinalität der Relation zwischen den ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei die erste physikalische oder logische Einheit in der Prozesssteuerungsanlage eine Einheit auf höherem Niveau umfasst und die zweite physikalische oder logische Einheit in der Prozesssteuerungsanlage eine Einheit auf niedrigerem Niveau umfasst.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei die erste physikalische oder logische Einheit in der Prozesssteuerungsanlage sich lateral zur zweiten physikalischen oder logischen Einheit in der Prozesssteuerungsanlage befindet.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei eine der ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten in der Prozesssteuerungsanlage ein Dokument umfasst.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei eine der ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten in der Prozesssteuerungsanlage eine Steuerroutine umfasst.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei eine der ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten in der Prozesssteuerungsanlage ein Prozesssteuerungsgerät umfasst.
Grafisches Anzeigenobjekt nach Anspruch 15, wobei eine der ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten in der Prozesssteuerungsanlage eine Anzeigenblende umfasst.
Computersystem zur Anwendung in einem Prozesssteuerungssystem, einschließlich ein Speicher zum Speichern von computerausführbaren Anweisungen, ein Prozessor zur Ausführung der Anweisungen und eine Anzeige zum Anzeigen einer oder mehrerer visueller Relationsrepräsentationen in einer grafischen Repräsentation der Prozesssteuerungsanlage, wobei jede visuelle Relationsrepräsentation eine Relation zwischen zwei Einheiten innerhalb des Prozesssteuerungssystems repräsentiert, wobei das System Folgendes umfasst: eine Datenbank, einschließlich einer oder mehrerer Relationen zwischen einer physikalischen oder einer logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage und einer weiteren physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage; eine grafische Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Anzeigen der grafischen Repräsentation der Prozessanlage, wobei die Schnittstelle ein Relationsmodul enthält, das computerausführbare Anweisungen für Folgendes aufweist: Konfigurieren einer Relationswertreferenz und zwei oder mehr grafische Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit der Relationswertreferenz assoziiert sind; Binden jeder konfigurierten Relationswertreferenz an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der grafischen Mensch-Maschine-Schnittstelle basierend auf den zwei oder mehr konfigurierten grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung; und Steuern der Navigation der Bedieneranzeige vom ersten grafischen Prozesssteuerungselement zum zweiten grafischen Prozesssteuerungselement unter Anwendung der Relationswertreferenz.
Computersystem nach Anspruch 27, wobei das Relationsmodul ferner computerausführbare Anweisungen für Folgendes enthält: Definieren einer Relationswertreferenz und zwei oder mehr grafischer Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit der Relationswertreferenz assoziiert sind; und Publizieren der Relationswertreferenz und der zwei oder mehr grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung in der Datenbank.
Computersystem nach Anspruch 27, wobei das Binden jeder konfigurierten Relationswertreferenz an zwei oder mehr grafische Prozesssteuerungselemente der grafischen Mensch-Maschine-Schnittstelle das Erstellen eines Navigations-Links zwischen den zwei oder mehr grafischen Prozesssteuerungselement der grafischen Mensch-Maschine-Schnittstelle umfasst.
Computersystem nach Anspruch 27, wobei das Relationsmodul ferner computerausführbare Anweisungen für Folgendes enthält: Empfangen einer Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz aus der Datenbank assoziiert sind; und Nachbilden der Liste der Relationswertreferenzen und grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit jeder Relationswertreferenz in einem Datenspeicher der Bedienerarbeitsstation der grafischen Mensch-Maschine-Schnittstelle assoziiert sind.
Computersystem nach Anspruch 27, wobei die Relationswertreferenz und die grafischen Elementidentifikationen der Prozesssteuerung, die mit der Relationswertreferenz assoziiert sind, Relationsdaten umfassen, die eine Relation zwischen Prozesssteuerungsetiketten definieren, wobei jedes Prozesssteuerungsetikett eine physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage unter der Vielzahl der Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert.
Computersystem nach Anspruch 31, wobei jede Relationswertreferenz für eine physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage Folgendes umfasst: Einen Relationsschlüssel, umfassend Informationen bezüglich der Relation der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage mit der zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage; und den Relationswert, umfassend eine eindeutige Identifikation der Relation zwischen den ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage, wobei der Relationswert unter den Prozesssteuerungsetiketten eindeutig ist.
Computersystem nach Anspruch 32, wobei der Relationsschlüssel Folgendes umfasst: eine Identifikation der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage, wobei die Identifikation die erste physikalische oder logische Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage unter den Prozesssteuerungsetiketten eindeutig identifiziert; eine Prozesssteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der ersten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage; und eine korrelierte Prozesssteuerungs-Etikettenart bezüglich einer Definition der zweiten physikalischen oder logischen Einheit innerhalb der Prozesssteuerungsanlage.
Computersystem nach Anspruch 32, wobei jede Relationswertreferenz ferner Metadaten umfasst, wobei die Metadaten Folgendes umfassen: eine Relationsart, welche die Relation zwischen den ersten und zweiten physikalischen oder logischen Einheiten innerhalb der Prozesssteuerungsanlage beschreibt; die Kardinalität der Relation zwischen den ersten und zweiten Prozesssteuerungseinheiten.