DE102012200066A1

DE102012200066A1 - Verfahren und Einrichtung zur Visualisierung von Informationen in einer Prozessanlage

Info

Publication number: DE102012200066A1
Application number: DE102012200066A
Authority: DE
Inventors: Emilio Schiavi; Eugenio Ferreira Da Silva Neto; Michael Gunzert; Michael Maneval; Axel Pöschmann; Thomas Weinschenk
Original assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Current assignee: Endress and Hauser Process Solutions AG
Priority date: 2012-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: DE102012200066B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Visualisierung von Informationen in einer Prozessanlage (14), welche mit mindestens einem Server verbunden ist, wobei vorgesehen ist, dass ein mobiles Bildwiedergabegerät (18) die Prozessanlage (14) mindestens teilweise darstellt und dass weitere Informationen in örtlicher Zuordnung zur Darstellung der Prozessanlage (14) angezeigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Visualisierung von Informationen in einer Prozessanlage, welche mit mindestens einem Server verbunden ist.
In Industrieanlagen arbeitende Menschen benutzen Anwendungsprogramme und Werkzeuge, die durch vordefinierte Bildschirmdarstellungen und typische Menschmaschinenschnittstellen, wie Notebooks und tragbare Geräte, unterstützt werden. Diese Anwendungsprogramme erfordern eine Interaktion mit den Benutzern über typische Benutzerschnittstellen (User Interfaces), wie Menüs, Zeigegeräte oder andere menschliche Interaktionsmethoden, wie beispielsweise Texteingaben, Klicken und Berühren des Bildschirms.
Die vorgegebenen Formate und/oder visuellen Elemente in den Anwendungsprogrammen sind vordefinierte Informationen in Schriftstücken, graphischen Repräsentationen (Task Flows), Karten sowie strukturierten und hierarchischen Ansichten (beispielsweise Anlagen-Topologie) auf Bildschirmen.
Die Informationen, die dem Benutzer zur Verfügung gestellt werden, um die erforderlichen Aufgaben zu erfüllen, können sich normalerweise weder bezüglich ihrer Interaktion mit den Anlageteilen, noch mit dem Standort der Benutzer ändern. Es wird ebenfalls nicht der Blickwinkel berücksichtigt, aus welchem der Benutzer die Anlage sieht. Ferner wird eine Interaktion zwischen Teilen der Anlage nicht berücksichtigt. Dies gilt auch für andere Aktivitäten und/oder relevante Ereignisse. Diese können unmittelbar anlagenbezogen sein oder außerhalb der Anlagen auftreten, wie beispielsweise Wetter oder finanzielle Ereignisse.
Das Zusammenwirken von Informationen mit Werkzeugen und Benutzern ist dürftig und die Bedeutung einer Interaktion mit dem Umfeld wird allgemein unterschätzt. Kontextsensitive Informationen können ohne Einwirken von Benutzern nicht mit Problemstellungen kombiniert bzw. gefiltert werden. Beim Betreiben von Anlagen ist es erforderlich, geschäftlichen Erfolg zu gewährleisten. Derzeit sind jedoch nicht alle nützlichen und vorhandenen Informationen für die Benutzer verfügbar oder werden von den Benutzern nicht angewandt. Die typischen Arbeitsabläufe bei der Wartung, wie beispielsweise beim Reparieren mechanischer Teile, oder bei Transportaufgaben, wie beispielsweise beim Beladen von Lastwagen, können nicht durchgeführt werden mit einem Maximum an Effektivität, Sicherheit und Qualität.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der aufgeführten Nachteile die Arbeitsabläufe in einer Prozessanlage zu verbessern. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass ein mobiles Bildwiedergabegerät die Prozessanlage mindestens teilweise darstellt und dass weitere Informationen in örtlicher Zuordnung zur Darstellung der Prozessanlage angezeigt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren gibt dem Benutzer zusätzliche Informationen, die beim Umgang mit der Prozessanlage nützlich bzw. wichtig sein können. Beispielsweise können Benutzer vor gefährlichen Umständen gewarnt werden, sobald sie sich einer Einrichtung nähern, die repariert werden soll. Lastwagenfahrer können über blockierte Straßen oder Gebiete informiert werden, wo sehr viele Menschen arbeiten. Die weiteren Informationen können unmittelbar anlagenbezogen sein oder außerhalb der Anlagen auftreten, wie beispielsweise Wetter oder finanzielle Ereignisse.
Die Darstellung der Prozessanlage erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise dadurch, dass vom Ort und/oder von der Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes zur Prozessanlage abhängt, welche Teile der Prozessanlage dargestellt werden.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass aus aufgenommenen Bildern mittels Objekterkennung der Ort und/oder die Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes zur Prozessanlage bestimmt werden. Dazu kann das Bildwiedergabegerät mit einer Kamera versehen sein und die Objekterkennung entweder im Bildwiedergabegerät, in einem zentralen Server oder an einer anderen Stelle ausgewertet werden.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass durch Satellitenortung der Ort und/oder die Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes zur Prozessanlage bestimmt werden. Hierbei kann die Ortung auch gegebenenfalls durch telemetrische Verfahren mit entsprechenden Sendern und Sensoren an der Prozessanlage und dem Bildwiedergabegerät erfolgen.
Die Darstellung der Prozessanlage kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als photographische Wiedergabe erfolgen oder dadurch, dass die mindestens teilweise Darstellung der Prozessanlage schematisch ist. Dabei sollte für den Benutzer der Zusammenhang zwischen dem darstellten Teil der Prozessanlage und dem von ihm unmittelbar gesehenen Teil der Prozessanlage ohne weiteres erkennbar sein.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass nahe der Darstellung von Teilen der Prozessanlage diejenigen weiteren Informationen angezeigt werden, welche die jeweiligen Teile betreffen. Bei dieser Weiterbildung können beispielsweise Symbole oder Schriftzeichen in der Nähe der jeweiligen Teile eingeblendet werden. Es ist jedoch auch möglich, die jeweiligen Teile optisch, beispielsweise durch Farbänderungen, hervorzuheben.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die weiteren Informationen Warnmeldungen sind. Die weiteren Informationen können jedoch auch Parameter der jeweiligen Teile sein und/oder den jeweiligen Betriebszustand der Teile betreffen.
Um bei Vorliegen von mehreren weiteren Informationen den Benutzer nicht zu irritieren, ist bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass verschiedene Inhalte aufweisende weitere Informationen nach ihrer Relevanz klassifiziert und in Abhängigkeit davon dargestellt werden.
Diese Weiterbildung kann derart ausgestaltet sein, dass eine Auswahl, welche der weiteren Informationen dargestellt werden, von der Klassifizierung und einem für den jeweiligen Benutzer des Bildwiedergabegerätes erstellten Profil abhängt. So kann beispielsweise ein Profil für Benutzer, die lediglich die Prozessanlage inspizieren, nur Warnmeldungen zur Anzeige bringen – beispielsweise Hinweise auf Anlagenteile mit sehr hoher Temperatur. Das Profil von Benutzern, welche aktiv in den Betrieb der Prozessanlage eingreifen, könnte wesentlich mehr zusätzliche Informationen zur Anzeige bringen, beispielsweise, ob ein Anlagenteil drucklos ist und somit ausgewechselt werden kann.
Zur mindestens teilweisen Darstellung der Prozessanlage und der weiteren Informationen kann vorgesehen sein, dass diese in mehreren Ebenen vorliegen, so dass der Benutzer durch entsprechende Eingaben eine Auswahl vornehmen kann. Bei der Darstellung kann ferner vorgesehen sein, dass die jeweils interessierende Stelle der Prozessanlage einen Ankerpunkt bildet, der bei verschiedenen Abbildungsmaßstäben an der gleichen Stelle des Bildschirms bleibt.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, dass ein mobiles Bildwiedergabegerät zur mindestens teilweisen Darstellung der Prozessanlage und weiterer Informationen in örtlicher Zuordnung zur Darstellung der Prozessanlage vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Bildwiedergabegerät einen Bildschirm und einen Empfänger für drahtlos übertragene Informationen aufweist. Das Bildwiedergabegerät kann ein leicht tragbarer Computer, beispielsweise in Form eines Mobiltelefons, eines so genannten Tablets, eines Personalcomputers oder eines Laptops sein. Es kann jedoch auch an Fahrzeugen, wie beispielsweise Lastwagen oder Gabelstaplern, angebracht sein.
Damit die mindestens teilweise Darstellung der Prozessanlage dem jeweiligen Standort des Bildwiedergabegerätes entspricht, kann bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen sein, dass das Bildwiedergabegerät ferner eine Ortungseinrichtung aufweist. Ferner kann die erfindungsgemäße Einrichtung derart ausgebildet sein, dass das Bildwiedergabegerät eine Nahfeld-Kommunikations-Einrichtung und/oder eine Bildaufnahme-Einrichtung aufweist. Diese kann gegebenenfalls hochauflösend ausgebildet sein.
Schließlich kann das Bildwiedergabegerät ferner einen Sender zur drahtlosen Übertragung von Informationen aufweisen. Dadurch ist es möglich, dass beispielsweise ein aufgenommenes Bild an einen zentralen Server gesendet wird, dieser daraus die Ausrichtung und Standort des Bildwiedergabegerätes berechnet und die zusätzlichen Informationen an das Bildwiedergabegerät sendet, die zu den auf dem Bildwiedergabegerät dargestellten Teilen der Prozessanlage gehören.
Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass eine Eingabeeinrichtung am Bildwiedergabegerät und Mittel vorgesehen sind, welche somit eingegebene Informationen im Kontext mit der jeweils dargestellten Stelle der Prozessanlage zum zentralen Server senden. Damit kann ein Benutzer beispielsweise unverzüglich eine Aktion starten oder beenden, um Fehlfunktionen zu verhindern. Dazu wird eine entsprechende Information vom zentralen Server zum Leitrechner übertragen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. In den Figuren sind einige davon schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 stark vereinfacht ein Beispiel für eine erfindungsgemäß ausgebildete Prozessanlage,
2 ein Anwendungsbeispiel,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines mobilen Bildwiedergabegerätes,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Bildwiedergabegerätes und
5 ein Beispiel für eine Darstellung eines Teils der Prozessanlage.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Prozessanlage gemäß 1 sind drei Behälter 1, 2, 3 dargestellt, in denen Produkte gelagert oder Verarbeitungsprozesse durchgeführt werden können. Die Behälter 1, 2, 3 sind über Rohrleitungen 4 und Pumpen 5, 6 miteinander verbunden. Sensoren 7, 8 nehmen beispielsweise Temperaturen, Füllstand oder Druck in den jeweiligen Behältern 1, 3 auf. Der Behälter 2 weist beispielhaft eine Heizeinrichtung 9 auf.
Ein Leitrechner 10 steuert über ein Bussystem 11 die Prozessanlage. Der Leitrechner 10 ist mit einem zentralen Server 12 verbunden, der eine Sende-/Empfangseinrichtung 13 aufweist. Die Funktion des zentralen Servers wird später im Zusammenhang mit den 3 und 4 näher erläutert. Der zentrale Server 12 muss nicht unbedingt in der Anlage sein. Er kann auch „in the cloud” sein, in Verbindung mit dem Leitrechner 10 via standard Ethernet/Intranet oder drahtlos.
2 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung. Eine Prozessanlage 14 wird von einem Tanklastzug 15 über eine Leitung 16 beladen. Ein Mensch 17, der sich der Prozessanlage 14 nähert, trägt ein mobiles Bildwiedergabegerät 18, auf dessen Bildschirm die Warnung 19 erscheint.
Die 3 und 4 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein mobiles Bildwiedergabegerät. Beide verfügen über jeweils einen Bildschirm, im Folgenden auch Display genannt, sowie einen Prozessor 21 und eine Sende-/Empfangseinrichtung 22. Das Display 20 ist vorzugsweise berührungssensitiv ausgebildet, um Eingaben ohne eine weitere Tastatur zu ermöglichen. Es können im Rahmen der Erfindung jedoch weitere Eingabemöglichkeiten vorgesehen sein, beispielsweise eine Tastatur oder ein Zeigegerät (Maus).
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist eine Kamera 23 vorgesehen, welche ein Bild der Prozessanlage oder eines Teils der Prozessanlage aus der Perspektive des jeweiligen Standortes des Bildwiedergabegerätes aufnimmt. Durch ein Programm zur Bilderkennung kann daraus der jeweilige Standort und die Ausrichtung der Kamera 23 berechnet werden. Dieses kann im zentralen Server 12 (1) erfolgen, wozu das von der Kamera 23 aufgenommene Bild über die Sende-/Empfangseinrichtung 22 und die Sende-/Empfangseinrichtung 13 dem zentralen Server 12 zugeführt wird.
Der zentrale Server 12 prüft, ob weitere Informationen vorliegen, die für einen Benutzer des Bildwiedergabegerätes an dem jeweiligen Standort notwendig bzw. nützlich sind. Dazu kann der zentrale Server 12 Anfragen nach solchen Informationen an den Leitrechner 10 richten. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Leitrechner 10 alle solche Informationen vorab an den zentralen Server 12 sendet.
Entsprechend den weiteren Informationen werden Graphik-Symbole bzw. Schriftzeichen erzeugt und über die Sende-/Empfangseinrichtungen 13, 22 dem Bildwiedergabegerät zugeführt, wo sie dem von der Kamera 23 aufgenommen Bild 23 überlagert auf dem Display 20 dargestellt werden.
Ein Beispiel für eine solche Darstellung zeigt 5. Auf dem Display 20 sind mindestens teilweise Abbildung 1', 2', der Behälter 1 und 2 (1) sichtbar, ebenso Abbildung 5', 7' der Pumpe 5 und des Sensors 7. Ein Warnzeichen 26 vor dem Abbild 1' bedeutet beispielsweise, dass im Behälter 1 eine hohe Temperatur herrscht. Bei dem Abbild 5' ist eine weitere Information eingeblendet, die besagt, dass die Pumpe 5 27 l/s fördert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 werden die Ausrichtung und der Standort des Bildwiedergabegerätes mit Hilfe eines GPS-Empfängers 24 und eines Neigungssensors 25 ermittelt und über die Sende-/Empfangseinrichtung 22 und die Sende-/Empfangseinrichtung 13 dem zentralen Server 12 zugeführt. Dieser berechnet dann ein Bild der Anlage bzw. von Teilen der Anlage aus dem jeweiligen Blickwinkel, fügt weitere Informationen hinzu und sendet dies an das Bildwiedergabegerät.
Die Darstellungen auf dem Bildschirm sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können alle Informationen, die für den Betrieb, die Überwachung und die Wartung einer Prozessanlage von Bedeutung sind, angezeigt werden. Die Prozessanlage selbst kann bildlich oder schematisch dargestellt sein, beispielsweise als Rohrleitungs- und Instrumenten-Fließschema (P & ID) – letzteres insbesondere, wenn in einer atypischen Alarmsituation ein Verständnis des Prozesses erforderlich ist.

Claims

Verfahren zur Visualisierung von Informationen in einer Prozessanlage (1 bis 9; 14), welche mit mindestens einem Server (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mobiles Bildwiedergabegerät (18) die Prozessanlage (1 bis 9; 14) mindestens teilweise darstellt und dass weitere Informationen in örtlicher Zuordnung zur Darstellung der Prozessanlage (1 bis 9; 14) angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Ort und/oder von der Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes (18) zur Prozessanlage (1 bis 9; 14) abhängt, welche Teile der Prozessanlage (1 bis 9; 14) dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus aufgenommenen Bildern mittels Objekterkennung der Ort und/oder die Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes (18) zur Prozessanlage (1 bis 9; 14) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Satellitenortung der Ort und/oder die Ausrichtung des Bildwiedergabegerätes (18) zur Prozessanlage (1 bis 9; 14) bestimmt werden
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens teilweise Darstellung der Prozessanlage (1 bis 9; 14) schematisch ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2, dadurch gekennzeichnet, dass nahe der Darstellung von Teilen der Prozessanlage (1 bis 9; 14) diejenigen weiteren Informationen angezeigt werden, welche die jeweiligen Teile betreffen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Informationen Warnmeldungen sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Informationen Parameter der jeweiligen Teile sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Informationen den jeweiligen Betriebszustand der Teile betreffen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Inhalte aufweisende weitere Informationen nach ihrer Relevanz klassifiziert und in Abhängigkeit davon dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswahl, welche der weiteren Informationen dargestellt werden, von der Klassifizierung und einem für den jeweiligen Benutzer des Bildwiedergabegerätes (18) erstellten Profil abhängt.
Einrichtung zur Visualisierung von Informationen in einer Prozessanlage (1 bis 9; 14), welche mit mindestens einem Server (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mobiles Bildwiedergabegerät (18) zur mindestens teilweisen Darstellung der Prozessanlage (1 bis 9; 14) und weiterer Informationen in örtlicher Zuordnung zur Darstellung der Prozessanlage (1 bis 9; 14) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (18) einen Bildschirm (20) und einen Empfänger (22) für drahtlos übertragene Informationen aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (18) ferner eine Ortungseinrichtung (24, 25) aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (18) ferner eine Nahfeld-Kommunikations-Einrichtung aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (18) ferner eine Bildaufnahme-Einrichtung (23) aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildwiedergabegerät (18) ferner einen Sender (22) zur drahtlosen Übertragung von Informationen aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabeeinrichtung (20) am Bildwiedergabegerät (18) und Mittel vorgesehen sind, welche somit eingegebene Informationen im Kontext mit der jeweils dargestellten Stelle der Prozessanlage zum zentralen Server (12) senden.