DE102014103415A1

DE102014103415A1 - Verfahren zum Initiieren oder Wiederaufnehmen einer mobilen Steuerungssitzung in einer verfahrenstechnischen Anlage

Info

Publication number: DE102014103415A1
Application number: DE102014103415.5A
Authority: DE
Inventors: Mark J. Nixon; Ken Beoughter; Daniel Dean Christensen; James H. Moore
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-09-18
Also published as: GB2513706B; GB201403476D0; GB2513706A; CN104049591B; CN104049591A

Abstract

UI-Sitzungen in einem UI-Gerät werden entsprechend einem Gerätetyp oder einer Zielsitzung initiiert oder wieder aufgenommen. Eine Sitzungsanforderung wird von einem ersten Client-Gerät empfangen. Ein Gerätetyp, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, wird bestimmt, und eine Konfiguration der grafischen Benutzerschnittstelle wird gemäß dem Gerätetyp identifiziert. Eine Zielsitzung, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, wird identifiziert, und eine neue Sitzung wird für das erste Client-Gerät entsprechend der identifizierten GUI-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung konfiguriert. Daten, die mit der neuen Sitzung verknüpft sind, werden an das erste Client-Gerät übertragen.

Description

ANWENDUNGSGEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Prozessleitsysteme und verfahrenstechnische Anlagen und insbesondere die Verwendung von mobilen Benutzeroberflächengeräten in Prozessleitsystemen und verfahrenstechnischen Anlagen.
HINTERGRUND
Dezentrale Prozessleitsysteme, insbesondere in chemischen, Erdölverarbeitungs- und anderen verfahrenstechnischen Anlagen, enthalten i. d. R. eine oder mehrere Prozesssteuereinheiten, die über analoge, digitale oder analog/digitale Bustechnologie, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung oder ein Drahtlosnetzwerk mit einem oder mehreren Feldgeräten verbunden sind. Die Feldgeräte, bei denen es sich z. B. um Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter und Messaufnehmer (z. B. Temperatur-, Druck-, Füllstand- und Durchflusssensoren) handeln kann, befinden sich in der verfahrenstechnischen Umgebung und führen im Allgemeinen physische Funktionen oder Prozesssteuerungsfunktionen wie das Öffnen und Schließen von Ventilen, das Messen von Prozessparametern usw. aus, um einen oder mehrere der in der verfahrenstechnischen Anlage oder im Prozessleitsystem ausgeführten Prozesse zu steuern. Außerdem können intelligente Feldgeräte, z. B. Feldgeräte, die dem bekannten Fieldbus-Protokoll entsprechen, Steuerungsberechnungen, Alarmfunktionen und weitere Funktionen ausführen, die üblicherweise in der Steuereinheit implementiert sind. Die Prozesssteuerungen, die sich i. d. R. in der Anlagenumgebung befinden, empfangen Signale für die Prozessmessungen durch Sensoren und/oder Feldgeräte und/oder andere Informationen für die Feldgeräte und führen eine Steuerungsanwendung aus. Diese wiederum führt z. B. unterschiedliche Steuerungsmodule aus, die Entscheidungen zur Prozesssteuerung treffen, Steuerungssignale auf Grundlage der empfangenen Informationen generieren und sich mit den Steuerungsmodulen oder -blöcken koordinieren, die in den Feldgeräten, z. B. HART^®-, WirelessHART^®- und FOUNDATION^® Fieldbus-Geräten, ausgeführt werden. Die Steuerungsmodule in der Steuerung senden Steuerungssignale über Kommunikationsverbindungen an die Feldgeräte, um dadurch die Ausführung von mindestens einem Abschnitt der verfahrenstechnischen Anlage oder des Aufbereitungssystems zu steuern.
Die Informationen von den Feldgeräten und der Steuereinheit werden i. d. R. über eine Datenautobahn an ein oder mehrere Hardwaregeräte, z. B. Bediener-Workstations, PCs oder andere Computer, Datenhistorian, Berichtsgeneratoren, zentrale Datenbanken oder andere zentrale Verwaltungscomputer, die sich i. d. R. in Schaltzentralen oder an anderen Orten außerhalb der eigentlichen Anlage befinden, übertragen. Jedes dieser Hardwaregeräte wird i. d. R. zentral für die gesamte verfahrenstechnische Anlage oder einen Abschnitt der verfahrenstechnischen Anlage verwendet. Diese Hardwaregeräte führen Anwendungen aus, die z. B. einem Bediener das Ausführen von Funktionen für die Steuerung eines Prozesses und/oder den Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage ermöglichen können. Hierzu gehören das Ändern von Einstellungen der Prozesssteuerungsroutine, das Ändern des Betriebs der Steuerungsmodule in den Steuereinheiten oder Feldgeräten, das Anzeigen des aktuellen Status des Prozesses, das Anzeigen der durch Feldgeräte und Steuereinheiten generierten Alarme, das Simulieren des Prozesses, um Mitarbeiter zu schulen oder die Prozesssteuerungs-Software zu testen, das Pflegen und Aktualisieren einer Konfigurationsdatenbank usw. Bei der von den Hardwaregeräten, Steuereinheiten und Feldgeräten genutzten Datenautobahn kann es sich um einen drahtgebundenen Kommunikationspfad, einen drahtlosen Kommunikationspfad oder eine Kombination von drahtgebundenem und drahtlosem Kommunikationspfad handeln.
Beispielsweise umfasst das DeltaV^TM-Prozessleitsystem von Emerson Process Management mehrere Anwendungen, die in verschiedenen Geräten gespeichert und von diesen ausgeführt werden, wobei sich diese Geräte an verschiedenen Orten in einer verfahrenstechnischen Anlage befinden. Jede dieser Anwendungen verfügt über eine Benutzeroberfläche (User Interface, UI), um dem Benutzer (z. B. Konfigurationsingenieur, Bediener, Wartungstechniker usw.) das Anzeigen und/oder Ändern von Aspekten des Betriebs und der Konfiguration der verfahrenstechnischen Anlage zu ermöglichen. In dieser gesamten Patentschrift bezeichnet der Begriff „Benutzeroberfläche“ bzw. „UI“ eine Anwendung oder einen Bildschirm, die bzw. der dem Benutzer das Anzeigen oder Ändern der Konfiguration, des Betriebs oder des Status der verfahrenstechnischen Anlage ermöglicht. Entsprechend bezeichnet der Begriff „Benutzeroberflächengerät“ bzw. „UI-Gerät“ ein Gerät, das über eine Benutzeroberfläche verfügt. Dabei kann es sich um ein stationäres Gerät (z. B. Workstation, an der Wand montiertes Display, Display eines Prozesssteuerungsgeräts usw.) oder ein mobiles Gerät (z. B. Laptop, Tablet, Smartphone usw.) handeln. Eine Konfigurationsanwendung auf einer oder mehreren Bediener-Workstations oder Computern ermöglicht Benutzern das Erstellen oder Ändern von Prozesssteuerungsmodulen und das Herunterladen dieser Module über eine Datenautobahn auf dedizierte verteilte Steuereinheiten. Diese Steuerungsmodule bestehen i. d. R. aus Funktionsblöcken, zwischen denen Kommunikationsverbindungen bestehen. Dabei handelt es sich um Objekte in einem Protokoll der objektorientierten Programmierung, die Funktionen im Steuerungsschema auf Grundlage von Eingaben im Schema ausführen und Ausgaben an andere Funktionsblöcke in diesem Steuerungsschema liefern. Die Konfigurationsanwendung kann außerdem einem Konfigurationsentwickler das Erstellen oder Ändern von Bedieneroberflächen ermöglichen, mit denen eine Darstellungsanwendung Daten für einen Bediener anzeigt und dem Bediener das Ändern von Einstellungen, z. B. von Sollwerten, in den Prozesssteuerungsroutinen ermöglicht. Jede dedizierte Steuereinheit und in manchen Fällen ein oder mehrere Feldgeräte speichern eine entsprechende Steuerungsanwendung, die auf ihnen ausgeführt wird. Diese führt die zugewiesenen und heruntergeladenen Steuerungsmodule aus, um die eigentliche Prozesssteuerung zu implementieren. Die Darstellungsanwendungen, die auf einer oder mehreren Bediener-Workstations (oder auf einem oder mehreren Remotecomputern, die mit den Bediener-Workstations und der Datenautobahn verbunden sind) ausgeführt werden können, empfangen über die Datenautobahn Daten von der Steuerungsanwendung und zeigen mithilfe der UIs diese Daten für Entwickler, Bediener oder Benutzer des Prozessleitsystems an. Sie können eine Reihe unterschiedlicher Ansichten, z. B. eine Bedieneransicht, eine Ingenieursansicht, eine Technikeransicht usw., bereitstellen. In der Regel wird eine Datenhistorian-Anwendung auf einem Datenhistoriangerät gespeichert und von diesem ausgeführt. Dieses erfasst und speichert alle über die Datenautobahn bereitgestellten Daten oder einen Teil von diesen. Eine Konfigurationsdatenbank-Anwendung kann auf einem weiter entfernten Computer ausgeführt werden, der mit der Datenautobahn verbunden ist und die aktuelle Konfiguration der Prozesssteuerungsfunktionalität sowie die zugeordneten Daten speichert. Alternativ kann sich die Konfigurationsdatenbank auf der gleichen Workstation wie die Konfigurationsanwendung befinden.
Die Architektur von verfahrenstechnischen Anlagen und Prozessleitsystemen war stark durch Beschränkungen des Steuereinheit- und Gerätespeichers, der Bandbreite der Kommunikationsverbindung sowie der Kapazität von Steuereinheit- und Geräteprozessoren beeinflusst. Zum Beispiel ist normalerweise die Verwendung eines dynamischen und statischen Permanentspeichers in der Steuereinheit minimiert oder unterliegt mindestens sorgfältiger Kontrolle. Daher muss ein Benutzer während der Systemkonfiguration (also a priori) i. d. R. wählen, welche Daten in der Steuereinheit archiviert oder gespeichert werden, mit welcher Häufigkeit sie gespeichert werden und ob Komprimierung verwendet wird. Die Steuereinheit wird mit diesem beschränkten Satz von Datenregeln konfiguriert. Folglich werden Daten, die für die Fehlerbehandlung und Prozessanalyse hilfreich sein könnten, häufig nicht archiviert, und falls sie doch erfasst wurden, sind die hilfreichen Informationen möglicherweise aufgrund von Datenkomprimierung verloren gegangen.
Außerdem werden zum Minimieren der Speichernutzung in derzeit bekannten Prozessleitsystemen Daten, die archiviert oder gespeichert werden sollen, an die Workstation oder den Computer gemeldet, um sie z. B. im entsprechenden Historian oder Datensilo zu speichern. In den aktuellen Techniken zum Melden der Daten werden Kommunikationsressourcen mangelhaft genutzt, und dies verursacht eine übermäßige Last auf die Steuereinheit. Außerdem sind aufgrund der Verzögerungen bei Kommunikation und Sampling im Historian oder Silo die Datenerfassung und das Versehen mit Zeitstempeln häufig nicht mit dem tatsächlichen Prozess synchron.
In Batch-Prozessleitsystemen bleiben zum Minimieren der Nutzung des Speichers der Steuereinheit Batch-Rezepturen und Snapshots der Steuereinheitkonfiguration i. d. R. auf einem zentralen Verwaltungscomputer oder an einem zentralen Speicherort (z. B. in einem Datensilo oder Datenhistorian) gespeichert und werden nur bei Bedarf an eine Steuereinheit übertragen. Eine solche Strategie führt zu erheblichen abrupten Lasten in der Steuereinheit und in den Kommunikationskanälen zwischen der Workstation oder dem zentralen Verwaltungscomputer und der Steuereinheit.
Außerdem sind die Kapazitäts- und Leistungsbeschränkungen relationaler Datenbanken von Prozessleitsystemen in Kombination mit den hohen Kosten von Plattenspeicher von großer Bedeutung beim Strukturieren von Anwendungsdaten in eigenständige Instanzen oder Silos, um die Zwecke von bestimmten Anwendungen zu erfüllen. Beispielsweise werden im DeltaV^TM-System Prozessmodelle, stetige historische Daten sowie Batch- und Ereignisdaten in drei verschiedenen Anwendungsdatenbanken oder Datensilos gespeichert und/oder archiviert. Jedes Silo verfügt über eine andere Oberfläche für den Zugriff auf die in ihm gespeicherten Daten.
Durch eine solche Strukturierung der Daten werden Zugriff auf und Verwendung von historischen Daten beschränkt. Beispielsweise hängt eventuell die wichtigste Ursache von Schwankungen der Produktqualität mit Daten in einer oder mehreren dieser Datendateien zusammen. Jedoch ist es aufgrund der unterschiedlichen Dateistrukturen nicht möglich, Tools bereitzustellen, die den schnellen und einfachen Zugriff auf diese Daten für die Analyse ermöglichen. Außerdem müssen Prüf- oder Synchronisierungsfunktionen ausgeführt werden, um die siloübergreifende Konsistenz der Daten sicherzustellen.
Die oben beschriebenen Beschränkungen von verfahrenstechnischen Anlagen und Prozessleitsystemen sowie weitere Beschränkungen können bei Betrieb und Optimierung von verfahrenstechnischen Anlagen und Prozessleitsystemen, z. B. während Vorgängen in der Anlage, bei der Fehlerbehandlung oder der prädiktiven Modellierung, zu unerwünschten Wirkungen führen. Beispielsweise erzwingen diese Beschränkungen mühsame und langwierige Workflows, die ausgeführt werden müssen, um Daten für die Fehlerbehandlung und zum Generieren aktualisierter Modelle zu erhalten. Außerdem sind die gewonnenen Daten möglicherweise aufgrund von Datenkomprimierung, ungenügender Bandbreite oder geänderter Zeitstempel fehlerhaft.
Die vorliegende Hintergrundbeschreibung soll den Kontext der Offenbarung skizzieren. Die in diesem Hintergrundabschnitt beschriebene Arbeit der genannten Erfinder sowie Aspekte der Beschreibung, die nicht als Stand der Technik zum Zeitpunkt der Anmeldung bezeichnet werden können, werden weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik im Hinblick auf die vorliegende Offenbarung anerkannt.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Initiieren einer UI-Sitzung auf einem ersten Client-Gerät für die Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage das Empfangen einer Sitzungsanforderung vom ersten Client-Gerät und das Bestimmen eines Gerätetyps, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist. Das Verfahren umfasst auch das Identifizieren der Konfiguration einer grafischen Benutzerschnittstelle, die dem Gerätetyp entspricht, das Identifizieren einer Zielsitzung, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät entsprechend der identifizierten Konfiguration der grafischen Benutzerschnittstelle und der identifizierten Zielsitzung, und das Übertragen der mit der neuen Sitzung verknüpften Daten an das erste Client-Gerät.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein Blockschaltbild eines exemplarischen Prozesssteuerungs-Netzwerks in einem Prozessleitsystem oder einer verfahrenstechnischen Anlage.
1B ist ein Blockschaltbild eines breiter gefächerten Steuerungsnetzwerks.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Kommunikationsarchitektur, einschließlich einer mobilen Schaltzentrale, entsprechend der vorliegenden Beschreibung darstellt.
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform eines Überwachungsmoduls gemäß der vorliegenden Beschreibung darstellt.
In 4 wird eine Beispielarbeitsaufgabe dargestellt, die durch das Überwachungsmodul in 23 generiert werden kann.
5 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zur Zuweisung von Aufgaben an Mitarbeiter in einer verfahrenstechnischen Anlage beschreibt.
6 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zum Regeln eines Workflows in einer verfahrenstechnischen Anlage beschreibt.
7 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zur Durchführung von Aufgaben in einer verfahrenstechnischen Anlage beschreibt.
8 ist ein Blockschaltbild eines UI-Geräts.
9A illustriert einen Aspekt einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale.
9B illustriert Geräte in einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale.
10 illustriert Beispiele für Gerätedisplays im Zusammenhang mit der UI-Synchronisierung zwischen UI-Geräten.
11 ist ein Ablaufschema, das ein exemplarisches Verfahren zum Synchronisieren von UI-Geräten darstellt.
12A ist ein Blockschaltbild, das exemplarische Daten für UI-Geräte in einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale darstellt.
12B ist ein Blockschaltbild, das exemplarische Daten für UI-Geräte in einem weiteren Beispiel für eine mobile Schaltzentrale darstellt.
13 ist ein Ablaufschema für ein exemplarisches Verfahren zum Bereitstellen von Sitzungsdaten für ein UI-Gerät.
14 ist ein Ablaufschema für ein exemplarisches Verfahren zum Generieren einer GUI-Konfiguration auf einem UI-Gerät.
15 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens für die direkte Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten.
16 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens für die Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten, die mit einem Server verbunden sind.
17 ist ein Ablaufschema eines zusätzlichen Verfahrens für die Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten.
18 ist ein Ablaufschema, das noch ein weiteres exemplarisches Verfahren zum Steuern einer verfahrenstechnischen Anlage mithilfe von UI-Geräten, die mit einer mobilen Schaltzentrale verbunden sind, darstellt.
19 ist ein Ablaufschema, das ein auf einem Server ausgeführtes Verfahren darstellt, welche die mobile Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage mithilfe von UI-Geräten ermöglicht.
20 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Übertragen von Statusinformationen eines ersten UI-Geräts an ein zweites UI-Gerät.
21 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Initiieren einer UI-Sitzung auf einem ersten UI-Gerät.
22 ist ein Ablaufschema eines zweiten Verfahrens zum Instanziieren einer UI-Sitzung auf einem ersten UI-Gerät.
23 illustriert einen zweiten Aspekt einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale.
24 ist ein Blockschaltbild eines exemplarischen kontextsensitiven UI-Geräts.
25 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer mobilen Schaltzentrale in einer verfahrenstechnischen Anlage.
26 stellt noch eine weitere exemplarische mobile Schaltzentrale dar.
27 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens zum Generieren einer grafischen Benutzeroberfläche.
28 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens, die von einem UI-Gerät ausgeführt wird.
29 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Ermöglichung mobiler Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage.
30 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Bestimmen der Position eines mobilen Geräts in einer verfahrenstechnischen Anlage.
31 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens zum kontextabhängigen Betrieb eines mobilen Geräts in einer Prozesssteuerungsumgebung.
32 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zum Analysieren physikalischer Phänomene in einer verfahrenstechnischen Anlage darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Dezentralisierung und Mobilisierung der Steuerungs- und Wartungssysteme für eine verfahrenstechnische Anlage bietet vielfältige Vorteile. Beispielsweise kooperieren mobile UI-Geräte mit stationären UI-Geräten, um Bediener, Wartungspersonal und anderes Anlagenpersonal von einem zentralen Standort unabhängig zu machen. Die Mitarbeiter können sich in der gesamten verfahrenstechnischen Anlage bewegen, ohne auf den Zugriff auf Informationen über Betrieb und Status der verfahrenstechnischen Anlage verzichten zu müssen. Durch die Implementierung von Big-Data-Konzepten (d. h. die Erfassung, Speicherung, Verwaltung und Nutzung einer oder mehrerer Sammlungen von Daten, die so groß oder komplex sind, dass herkömmliche Datenbankverwaltungsprogramme und/oder Datenverarbeitungsanwendungen die Datensets nicht innerhalb einer angemessenen Zeitspanne bewältigen können) in Kombination mit Expertensystemen, Überwachungssystemen und kontextsensitiven UI-Geräten kann die verfahrenstechnische Anlage effizienter betrieben und gewartet werden (z. B. geringere Wartung, größerer Ertrag, geringere Ausfallzeiten, weniger Arbeitskräfte, geringere Risiken für die Sicherheit von Arbeitskräften und maschineller Ausstattung usw.). Dies wird in dieser gesamten Offenbarung beschrieben.
Grundsätzlich wird durch die Kooperation zwischen den kontextsensitiven mobilen UI-Geräten mit den Expertensystemen, Überwachungssystemen und Big-Data-Systemen der Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage verbessert. Die Verbesserung des Betriebs der Anlage kann mit einem oder mehreren der hier beschriebenen Konzepte implementiert werden. Diese umfassen u. a. Aspekte von Zusammenarbeit, Mobilität, Workflow Management, Personalmanagement, Automatisierung, Haftung, Verifizierung und Diagnose. Beispielsweise können die hier beschriebenen Vorrichtungen, Systeme und Verfahren die nahtlose Übertragung zwischen UI-Geräten (z. B. von einer Workstation zu einem Tablet oder von einem Tablet zu einem Mobiltelefon) ermöglichen. Benutzer verfügen dann über die gleichen oder nahezu gleichen Informationen, auch wenn sie zwischen Geräten wechseln. Die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Mitarbeitern am gleichen Standort oder verschiedenen Standorten, für die die gleichen oder unterschiedliche Daten angezeigt werden, wird erleichtert; und/oder Benutzersitzungen können initiiert oder fortgesetzt werden, unabhängig von dem Gerät, das der Benutzer gerade verwendet. Mobile Versionen der UI-Geräte können gerätesensitiv und/oder standortsensitiv sein, sodass sie automatisch relevante Informationen (z. B. Landkarten, Verfahren, Diagramme, Benutzerhandbücher) anzeigen, Anwendungen starten u. ä. Außerdem kann die Zusammenarbeit zwischen dem Experten- und dem Überwachungssystem sowie den UI-Geräten die automatische Generierung, Zuweisung und Verwaltung von Arbeitsaufgaben für Aktivitäten von Bediener- und/oder Wartungspersonal ermöglichen. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, kann z. B. das Expertensystem im Big-Data-System gespeicherte Informationen analysieren, bestimmen, dass eine bestimmte Aufgabe ausgeführt werden soll, und kann zusammen mit dem Überwachungssystem eine Arbeitsaufgabe erstellen, diese einer Person zuweisen, eine Prüfliste der für die Ausführung der Arbeitsaufgabe erforderlichen Elemente erstellen, die beauftragte Person durch die Ausführung der zugewiesenen Aufgabe führen und den Fortschritt der Aufgabe verfolgen. Diese und weitere Aspekte werden im gesamten Dokument beschrieben.
Um zunächst die allgemeine Architektur einer exemplarischen verfahrenstechnischen Anlage zu beschreiben, wird in 1A ein Blockschaltbild eines exemplarischen Prozesssteuerungs-Netzwerks 100 dargestellt, das in einem Prozessleitsystem oder einer verfahrenstechnischen Anlage 10 betrieben wird. Das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 kann einen Backbone 105 enthalten, der die direkte oder indirekte Verbindung zwischen verschiedenen anderen Geräten bereitstellt. Die mit dem Backbone 105 verbundenen Geräte umfassen in verschiedenen Ausführungsformen Kombinationen von Zugangspunkten 72 und Gateways 75 zu anderen verfahrenstechnischen Anlagen (z. B. über ein Intranet oder ein Unternehmens-WAN), Gateways 78 zu externen Systemen (z. B. zum Internet), UI-Geräte 112, Server 150, Big-Data-Systeme 102 (z. B. mit Big-Data-Historiann), Big-Data-Expertensysteme 104, Überwachungsmodule 106, Steuereinheiten 11, E/A-Karten 26 und 28, drahtgebundene Feldgeräte 15–22, Drahtlos-Gateways 35 und Drahtlos-Kommunikationsnetzwerke 70. Die Kommunikationsnetzwerke 70 können die Drahtlosgeräte 40–58 enthalten, zu denen die Drahtlosfeldgeräte 40–46, die Drahtlosadapter 52a und 52b, die Zugangspunkte 55a und 55b sowie der Router 58 zählen. Die Drahtlosadapter 52a und 52b können jeweils mit den drahtgebundenen Feldgeräten 48 und 50 verbunden werden. Die Steuereinheit 11 kann einen Prozessor 30, einen Speicher 32 und eine oder mehrere Steuerungsroutinen 38 enthalten. In 1A werden manche mit dem Backbone 105 verbundenen Geräte nur als einzelnes Gerät dargestellt, dem Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass im Backbone 105 mehrere Instanzen von jedem der Geräte vorhanden sein können. Außerdem kann die verfahrenstechnische Anlage 10 mehrere Backbones 105 enthalten.
Die UI-Geräte 112 können über den Backbone 105 für die Kommunikation mit der Steuereinheit 11 und dem Drahtlos-Gateway 35 verbunden werden. Die Steuereinheit 11 kann über die E/A-Karten 26 und 28 mit den drahtgebundenen Feldgeräten 15–22 und über den Backbone 105 und ein Drahtlos-Gateway 35 mit den Drahtlosfeldgeräten 40–46 komunikativ verbunden werden. Die Steuereinheit 11 kann mithilfe von mindestens einem der Feldgeräte 15–22 und 40–46 einen Batchprozess oder einen stetigen Prozess implementieren. Die Steuereinheit 11, bei der es sich beispielsweise um die Steuereinheit DeltaV^TMvon Emerson Process Management handeln kann, ist mit Prozesssteuerungs-Netzwerk Backbone 105 verbunden. Die Steuereinheit 11 kann auch mit den Feldgeräten 15–22 und 40–46 verbunden werden. Dies kann mit jeder gewünschten Hardware und Software für die Steuereinheit erfolgen, z. B. mit standardmäßigen 4-20-mA-Geräten, den E/A-Karten 26 und 28 und/oder einem beliebigen intelligenten Kommunikationsprotokoll, z. B. dem FOUNDATION^® Fieldbus-Protokoll, dem HART^®-Protokoll, dem WirelessHART^®-Protokoll usw. In der in 1A dargestellten Ausführungsform sind die Steuereinheit 11, die Feldgeräte 15–22 und die E/A-Karten 26 und 28 drahtgebundene Geräte, während die Feldgeräte 40–46 Drahtlosfeldgeräte sind.
Beim Betrieb des UI-Geräts 112 kann dieses in einigen Ausführungsformen eine Benutzeroberfläche (User Interface, UI) ausführen, die es dem UI-Gerät 112 ermöglicht, über eine Eingabeschnittstelle Eingaben anzunehmen und die Ausgabe auf einem Display anzuzeigen. Das UI-Gerät 112 kann Daten (z. B. Prozessdaten wie Prozessparameter, Logdaten, Sensordaten und/oder sonstige Daten, die erfasst und im Big-Data-System 102 gespeichert werden) vom Server 150 empfangen. In anderen Ausführungsformen kann die UI vollständig oder teilweise auf dem Server 150 ausgeführt werden, wobei der Server 150 Anzeigedaten an das UI-Gerät 112 senden kann. Das UI-Gerät 112 kann über den Backbone 105 UI-Daten (die Anzeigedaten und Prozessparameterdaten umfassen können) von anderen Knoten im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, z. B. von der Steuereinheit 11, dem Drahtlos-Gateway 35 oder dem Server 150, empfangen. Das UI-Gerät 112 stellt basierend auf den auf ihm empfangenen Daten Ausgaben (visuelle Darstellungen oder Grafiken) bereit, die Aspekte des mit dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 verknüpften Prozesses darstellen, sodass der Benutzer den Prozess überwachen kann. Der Benutzer kann die Steuerung des Prozesses beeinflussen, indem er auf dem UI-Gerät 112 Eingaben bereitstellt. Das UI-Gerät 112 kann zur Veranschaulichung Grafiken liefern, die z. B. das Füllen eines Behälters darstellen. In einem solchen Szenario kann der Benutzer eine Behälterpegelmessung ablesen und entscheiden, dass der Behälter gefüllt werden muss. Der Benutzer kann mit einer auf dem UI-Gerät 112 angezeigten Einlassventil-Grafik interagieren und einen Befehl eingeben, der das Öffnen des Einlassventils verursacht.
Das UI-Gerät 112 kann im weiteren Betrieb zusätzlich zur UI eine Reihe von Routinen, Modulen oder Services ausführen. In einer Ausführungsform kann das UI-Gerät 112 eine Kontextsensitivitäts-Routine ausführen, die z. B. verschiedene Routinen oder Subroutinen in Bezug auf Standortsensitivität, Gerätesensitivität oder Zeitplansensitivität umfassen kann (wie in 27 gezeigt). Diese Kontextroutinen können dem UI-Gerät 112 das Darstellen der Konfiguration einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI-Konfiguration) ermöglichen, die für eine bestimmte Umgebung oder einen bestimmten Kontext angepasst ist, in der bzw. dem das UI-Gerät 112 betrieben wird. Das UI-Gerät 112 kann auch eine Statusbestimmungsroutine ausführen, die es dem UI-Gerät 112 ermöglicht, seinen Status zu verfolgen und zu speichern, einschließlich des Status der Anwendungen, die auf dem UI-Gerät 112 ausgeführt werden (z. B. die UI). Das UI-Gerät 112 kann durch das Verfolgen des Status der auf ihm ausgeführten Anwendungen einem Benutzer das Initiieren einer Sitzung auf einem ersten UI-Gerät 112 und das Beginnen der Verwendung eines zweiten UI-Geräts 112 ermöglichen, sodass der Workflow der vorherigen Sitzung mit minimaler Unterbrechung fortgesetzt wird.
Das UI-Gerät 112 (oder der Server, der eine Anwendung oder einen Bildschirm für das UI-Gerät 112 bereitstellt) kann auch Routinen für die Steuerung von Anlagenbeständen ausführen. Einige Routinen können beispielsweise zum Installieren, Ersetzen, Warten, Kalibrieren, Diagnostizieren oder Inbetriebnehmen von Beständen in der verfahrenstechnischen Anlage verwendet werden. Andere Routinen können zum Erstellen oder Ausführung von Arbeitsaufträgen für bestimmte Bestände und/oder zum Benachrichtigen von Anlagenpersonal (z. B. Personal in der Nähe eines bestimmten Geräts) über einen Arbeitsauftrag verwendet werden. Das UI-Gerät 112 kann Routinen zum Überwachen des Prozesses ausführen. Beispielsweise können manche Routinen für die Feldprotokollierung von Instrumentendaten, zum Melden von Laborproben, Anzeigen von Echtzeit-Bestandsparametern u. ä. verwendet werden. Das UI-Gerät 112 kann außerdem Routinen im Hinblick auf die Konformität mit Anlagenverfahren und Workflow ausführen. Beispielsweise können manche Routinen Informationen zu Standardarbeitsanweisungen (Standard Operating Procedures, SOPs), Hochfahrprozeduren, Herunterfahrprozeduren, Verriegelungsprozeduren, Betriebsanweisungen oder andere Dokumentation zu Produkten/Beständen bereitstellen. Wenn das UI-Gerät 112 mit einem Netzwerk verbunden ist, können außerdem zusätzliche Routinen die sofortige Übermittlung von Arbeitsaufträgen und die sofortige Systemverfügbarkeit für offline manuell eingegebene Daten ermöglichen. Kommunikationsroutinen können E-Mail-Routinen, SMS-Routinen, Sofortnachrichten-Routinen usw. umfassen, um die Kommunikation zwischen Anlagenpersonal und/oder externen Parteien, die technischen oder sonstigen Support liefern, zu erleichtern.
Das UI-Gerät 112 (oder der Server, der eine Anwendung oder einen Bildschirm für das UI-Gerät 112 bereitstellt) kann auch Routinen enthalten, die einen oder mehrere Prüfungsprozesse unterstützen und/oder ermöglichen. Bei den Prüfungsprozessen kann es sich z. B. um Arbeitsprüfungen und/oder behördliche Prüfungen handeln. In Ausführungsformen können die Routinen einem Benutzer das Anzeigen von Daten und/oder Generieren von Berichten zu Daten ermöglichen, die für die Erfüllung behördlicher Anforderungen erfasst, verwaltet und/oder zusammengestellt werden. Zur Veranschaulichung: Wenn die mobile Schaltzentrale in einer Arzneimittelproduktionsanlage implementiert ist, kann sie das Anzeigen oder Protokollieren von Daten erleichtern, die zur Erfüllung behördlicher Vorschriften in Bezug auf die Sicherheit der durch die Anlage produzierten Produkte benötigt werden. In Ausführungsformen können die Routinen einem Benutzer das Anzeigen und/oder Generieren von Berichten zum Prüfen von Arbeitsaufträgen, Wartungsprozessen oder anderen Anlagenprozessen ermöglichen.
In bestimmten Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 jeden Typ von Client, z. B. Thin Client, Webclient oder Thick Client, implementieren. Beispielsweise kann das UI-Gerät 112 für die hohe Verarbeitungsleistung, die für den Betrieb des UI-Geräts 112 erforderlich ist, weitere Knoten, Computer oder Server benötigen. In einem solchen Beispiel kann das UI-Gerät 112 mit dem Server 150 kommunizieren, wobei der Server 150 mit einem oder mehreren anderen Knoten im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 kommuniziert und die Anzeige- und/oder Prozessdaten bestimmt, die an das UI-Gerät 112 übertragen werden sollen. Das UI-Gerät 112 kann außerdem alle Daten in Bezug auf empfangene Benutzereingaben an Server 150 weiterleiten, damit der Server 150 die Daten der Benutzereingaben verarbeiten und entsprechend agieren kann. Mit anderen Worten, das UI-Gerät 112 stellt lediglich Grafiken dar und fungiert als Portal für einen oder mehrere Knoten oder Server, die die Daten speichern und die Routinen ausführen, die für den Betrieb des UI-Geräts 112 erforderlich sind. Ein als Thin Client implementiertes UI-Gerät bietet den Vorteil, dass das UI-Gerät 112 minimale Hardwareanforderungen aufweist.
In anderen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 ein Webclient sein. In einer solchen Ausführungsform kann ein Benutzer des UI-Geräts 112 über einen Browser auf dem UI-Gerät 112 mit dem Prozessleitsystem interagieren. Der Browser bietet dem Benutzer über den Backbone 105 Zugriff auf Daten und Ressourcen auf einem anderen Knoten oder Server (z. B. Server 150). Beispielsweise kann der Browser UI-Daten, z. B. Anzeigedaten oder Prozessparameterdaten, von Server 150 empfangen und somit Grafiken zum Steuern und/oder Überwachen einiger oder aller Prozesse darstellen. Der Browser kann auch Benutzereingaben (z. B einen Mausklick auf eine Grafik) empfangen. Die Benutzereingabe kann verursachen, dass der Browser eine auf dem Server 150 gespeicherte Informationsressource abruft oder aufruft. Beispielsweise kann der Mausklick verursachen, dass der Browser Informationen zu der Grafik, auf die geklickt wurde, abruft (vom Server 150) und anzeigt.
In anderen Ausführungsformen kann die Massenverarbeitung für das UI-Gerät 112 auf UI-Gerät 112 stattfinden. Beispielsweise kann das UI-Gerät 112 die zuvor beschriebene UI, Statusbestimmungsroutine und Kontextsensitivitätsroutine ausführen. Das UI-Gerät 112 kann auch Daten lokal speichern, auf sie zugreifen und analysieren.
Während des Betriebs kann ein Benutzer mit dem UI-Gerät 112 interagieren, um ein oder mehrere Geräte im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 zu überwachen oder zu steuern, z. B. eines der Feldgeräte 15–22 oder der Geräte 40–48. Der Benutzer kann mit dem UI-Gerät 112 interagieren, um z. B. einen Parameter zu modifizieren oder zu ändern, der einer in der Steuereinheit 11 gespeicherten Steuerungsroutine zugeordnet ist. Der Prozessor 30 der Steuereinheit 11 implementiert oder beaufsichtigt eine oder mehrere Prozesssteuerungsroutinen (in einem Speicher 32 gespeichert), die Regelkreise enthalten können. Der Prozessor 30 kann mit den Feldgeräten 15–22 und 40–46 sowie mit anderen Knoten kommunizieren, die mit dem Backbone 105 verbunden sind. Es ist zu beachten, dass alle in dieser Offenbarung beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module (einschließlich Qualitätsvorhersage- und Fehlererkennungsmodulen oder -funktionsblöcken) Teile enthalten können, die ggf. von unterschiedlichen Steuereinheiten oder anderen Geräten ausgeführt werden können. Auch können die hier beschriebenen Steuerungsroutinen oder -module, die im Prozessleitsystem 10 implementiert werden sollen, jede Form aufweisen, z. B. Software, Firmware, Hardware usw. Steuerungsroutinen können in jedem gewünschten Softwareformat, z. B. mithilfe von objektorientierter Programmierung, Kontaktplan, Ablaufsprachen, Funktionsbausteinsprachen oder mit einer beliebigen anderen Programmiersprache oder einem beliebigen anderen Entwurfsmodell implementiert werden. Insbesondere können die Steuerungsroutinen von einem Benutzer über das UI-Gerät 112 implementiert werden. Die Steuerungsroutinen können in jedem Typ von Speicher gespeichert werden, z. B. RAM (Random Accesss Memory) oder ROM (Read-Only Memory). Außerdem können die Steuerungsroutinen in einem oder mehrere EPROMs, EEPROMs, ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) oder beliebigen anderen Hardware- oder Firmware-Elementen hart-codiert werden. Daher lässt sich die Steuereinheit 11 so konfigurieren, (in bestimmten Ausführungsformen von einem Benutzer mithilfe eines UI-Geräts 112), dass die Steuerungsstrategie oder -routine auf jede gewünschte Weise implementiert werden kann.
In manchen Ausführungsformen des UI-Geräts 112 kann ein Benutzer mit dem UI-Gerät 112 interagieren, um mithilfe eines gemeinhin als Funktionsblöcke bezeichneten Mechanismus auf der Steuereinheit 11 eine Steuerungsstrategie zu implementieren, wobei jeder Funktionsblock ein Objekt oder anderes Teil (z. B. eine Subroutine) einer allgemeinen Steuerungsroutine ist, und jeder Funktionsblock wird in Verbindung mit anderen Funktionsblöcken (über Kommunikationsverbindungen) ausgeführt, um Prozessregelkreise im Prozessleitsystem 10 auszuführen. Steuerungsbasierte Funktionsblöcke führen i. d. R eine Eingabefunktion aus, die z. B. mit einem Messaufnehmer, Sensor oder anderen Prozessparameter-Messgerät verknüpft ist, führen eine Steuerungsfunktion aus, die z. B. mit einer Steuerungsroutine verknüpft ist, die PID-Regelung, Fuzzy-Logic-Regelung usw. ausführt, oder führen eine Ausgabefunktion aus, die den Betrieb eines Geräts, z. B. eines Ventils, steuert, um eine physische Funktion im Prozessleitsystem durchzuführen. Selbstverständlich gibt es Hybridfunktionsblöcke und weitere Typen von Funktionsblöcken. Für die Funktionsblöcke können auf dem UI-Gerät 112 grafische Darstellungen bereitgestellt werden, die einem Benutzer das einfache Ändern der Typen von Funktionsblöcken, der Verbindungen zwischen den Funktionsblöcken sowie der Eingaben/Ausgaben für die einzelnen im Prozessleitsystem implementierten Funktionsblöcke ermöglichen. Funktionsblöcke können auf der Steuereinheit 11 gespeichert und von dieser ausgeführt werden. Dies ist i. d. R. der Fall, wenn die Funktionsblöcke für standardmäßige 4-20-mA-Geräte und einige Typen intelligenter Feldgeräte wie z. B. HART-Geräte verwendet werden oder diesen zugeordnet sind. Oder sie können auf den Feldgeräten selbst gespeichert und von diesen implementiert werden. Dies kann bei Feldbusgeräten der Fall sein. Die Steuereinheit 11 kann eine oder mehrere Steuerungsroutinen 38 enthalten, die einen oder mehrere Regelkreise implementieren. Jeder Regelkreis wird i. d. R. als Steuerungsmodul bezeichnet und kann mithilfe von einem oder mehreren der Funktionsblöcke ausgeführt werden.
In bestimmten Ausführungsformen interagiert das UI-Gerät 112 mit dem Big-Data-System 102 und/oder dem Expertensystem 104 und/oder dem Überwachungsmodul 106. Das Big-Data-System 102 kann alle Typen von Prozesssteuerungsdaten von der verfahrenstechnischen Anlage 10, einschließlich Sensordaten, Steuerungsparameter, manuell eingegebener Daten (z. B. Daten, die von Mitarbeitern erfasst werden, wenn sie sich in der verfahrenstechnischen Anlage 10 bewegen), Mitarbeiterstandorte und Befehlseingaben, Zeitstempel für alle Daten und jeden anderen Typ von Daten, die in der verfahrenstechnischen Anlage 10 verfügbar sind, erfassen und speichern. Das mit dem Big-Data-System 102 verbundene Expertensystem 104 kann eigenständig oder gemäß bestimmten Benutzereingaben arbeiten, um im Big-Data-System 102 gespeicherte Daten der verfahrenstechnischen Anlage zu analysieren. Das Expertensystem 104 kann Modelle entwickeln und/oder verwenden, Datentrends und/oder -korrelationen erkennen, Anlagenpersonal auf bestehende oder vorhergesagte Probleme und/oder anormale Situationen und/oder suboptimale Bedingungen aufmerksam machen, die sich auf die verfahrenstechnische Anlage 10 auswirken oder bald auswirken werden usw. In manchen Ausführungsformen führt das Expertensystem 104 diese Funktionen aus, ohne dass es eigens zum Zuordnen eines bestimmten Satzes von Daten oder Trends mit einem bestimmen Problem oder einer bestimmten Bedingung programmiert wurde; stattdessen erkennt es, dass ein aktueller Trend oder ein aktuelles Datenvorkommen vor dem Zeitpunkt oder ungefähr zum gleichen Zeitpunkt einer früheren Bedingung (bei der es sich um eine positive/wünschenswerte Bedingung oder eine negative/nicht wünschenswerte Bedingung handeln kann) aufgetreten ist. Das Expertensystem 104 kann durch die Erkennung des früheren Vorkommens des Trends oder der Daten die Bedingung vorhersagen (Prognose). Das Expertensystem 104 kann außerdem anhand der im Big-Data-System 102 gespeicherten Daten bestimmen, welche Prozessvariablen, Sensorwerte usw. (d. h. welche Daten) beim Erkennen, Vorhersagen, Verhindern und/oder Korrigieren einer anormalen Situation in der verfahrenstechnischen Anlage 10 besonders wichtig sind. Beispielsweise erkennt das Expertensystem 104 eventuell, dass aus einem Stapel Kohlenwasserstoff austritt, und kann automatisch die Ursache bestimmen und/oder das Generieren von Arbeitsaufgaben (z. B. durch das Überwachungsmodul 106) veranlassen, um das Problem, das den Austritt von Kohlenwasserstoff verursacht, zu beheben, und/oder das Generieren von Arbeitsaufgaben veranlassen, um die Ausrüstung zu inspizieren oder einen Parameter zu beobachten/aufzuzeichnen, der über das Netzwerk nicht verfügbar ist. In einem weiteren Beispiel bestimmt das Expertensystem 104, dass ein durch eine Reihe früherer Datenpunkte indizierter Trend die Vorhersage einer anormalen Situation, eines Wartungsproblems, einer Störung usw. rechtfertigt.
Wie weiter unten ausführlich beschrieben, kann das Überwachungsmodul 106 mit dem Big-Data-System 102 und/oder dem Expertensystem 104 interagieren, um verschiedene Überwachungsaktivitäten automatisch auszuführen und/oder zu ermöglichen. Beispielsweise kann das Überwachungsmodul 106 vom Expertensystem 104 identifizierte Trends überwachen und Arbeitsaufgaben für das Anlagenpersonal erstellen. In einem weiteren Beispiel kann das Überwachungsmodul 106 den Kalibrierungsstatus von Ressourcen der verfahrenstechnischen Anlage überwachen und Arbeitsaufgaben für das Anlagenpersonal erstellen. Das Überwachungsmodul 106 kann in Verbindung mit diesen Funktionen außerdem Mitarbeiterzertifizierungen, Berechtigungen für den Zugriff auf Ausrüstung während der Ausführung planmäßiger Arbeitsaufgaben und die Zeitmessung der Ausführung von Arbeitsaufgaben verwalten. Das Überwachungsmodul 106 kann mit den UI-Geräten 112 interagieren, um Arbeitsaufgaben zuzuweisen und ihre Ausführung zu verfolgen und nach dem Abschluss einer Arbeitsaufgabe eine Nachbeobachtung durchführen, um zu überprüfen, ob der Status oder die Angabe, der bzw. die zum Erstellen der Arbeitsaufgabe geführt hat (z. B. der identifizierte Trend, die anormale Situation usw.) korrigiert wurde. Beispielsweise kann das Überwachungsmodul 106 anhand des Expertensystems 104 bestimmen, dass ein Ventil defekt ist, und eine Arbeitsaufgabe erstellen. Eventuell bestimmt das Überwachungsmodul 106 später, dass ein Wartungsmitarbeiter, der ein UI-Gerät 112 mit sich führt, sich in der Nähe des defekten Ventils befindet, und die Zuweisung der Arbeitsaufgabe an den Wartungsmitarbeiter anfordern, der über das UI-Gerät 112 die Arbeitsaufgabe akzeptieren kann. Das Überwachungsmodul 106 kann überprüfen, ob der Wartungsmitarbeiter über die entsprechenden Qualifikationen zum Ausführen der Arbeitsaufgabe verfügt, und die erforderlichen Berechtigungen zum Ausführen der Arbeitsaufgabe durch den Wartungsmitarbeiter bereitstellen. außerdem kann das Überwachungsmodul 106 Prozesssteuerungsaktivitäten neu planen, damit die Arbeitsaufgabe abgeschlossen werden kann. Das Überwachungsmodul 106 kann vor und/oder während der Ausführung der Arbeitsaufgabe Standardarbeitsanweisungen, Handbücher und andere Dokumentation für den Mitarbeiter bereitstellen. Dies sind nur einige Beispiele für das Überwachungsmodul 106, die weiter unten ausführlicher erläutert werden.
Die Drahtlosfeldgeräte 40–46 in 1A kommunizieren in einem Drahtlosnetzwerk 70 mithilfe eines Drahtlosprotokolls, z. B. mithilfe des WirelessHART-Protokolls. In bestimmten Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 über das Drahtlosnetzwerk 70 mit den Drahtlosfeldgeräten 40–46 kommunizieren. Die Drahtlosfeldgeräte 40–46 können direkt mit einem oder mehreren weiteren Knoten des Prozesssteuerungs-Netzwerks 100 kommunizieren, die ebenfalls für die drahtlose Kommunikation (z. B. mit dem Drahtlosprotokoll) konfiguriert sind. Zum Kommunizieren mit einem oder mehreren anderen Knoten, die nicht für die drahtlose Kommunikation konfiguriert sind, können die Drahtlosfeldgeräte 40–46 ein Drahtlos-Gateway 35 benutzen, das mit dem Backbone 105 verbunden ist. Selbstverständlich können die Feldgeräte 15–22 und 40–46 jedem anderen gewünschten Standard oder Protokoll entsprechen, z. B. drahtgebundenen oder Drahtlosprotokollen, einschließlich in der Zukunft entwickelter Standards oder Protokolle.
Das Drahtlos-Gateway 35 ist ein Beispiel für ein Provider-Gerät 110, das Zugriff auf verschiedene Drahtlosgeräte 40–58 eines Drahtloskommunikations-Netzwerks 70 bietet. Das Drahtlos-Gateway 35 bietet insbesondere eine Kommunikationsverbindung zwischen den Drahtlosgeräten 40–58 und anderen Knoten des Prozesssteuerungs-Netzwerks 100 (einschließlich der Steuereinheit 11 in 1A). Das Drahtlos-Gateway 35 bietet eine Kommunikationsverbindung, in manchen Fällen durch die Routing-, Puffer- und Zeitmessungs-Services, mit unteren Ebenen der drahtgebundenen und Drahtlosprotokollstapel (z. B. durch Adresskonvertierung, Routing, Paketsegmentierung, Priorisierung usw.), während ein oder mehrere gemeinsam genutzte Ebenen der drahtgebundenen und Drahtlosprotokollstapel getunnelt werden. In anderen Fällen kann das Drahtlos-Gateway 35 Befehle zwischen drahtgebundenen und Drahtlosprotokollen, die über keine gemeinsam genutzten Protokollebenen verfügen, übersetzen. Das Drahtlos-Gateway 35 kann zusätzlich zur Protokoll- und Befehlskonvertierung synchronisierte Taktung bereitstellen, die von Zeitfenstern und Überrahmen (Sätze von Kommunikationszeitfenstern mit gleichem zeitlichen Abstand) eines Zeitplanschemas für das im Drahtlosnetzwerk 30 implementierte Drahtlosprotokoll genutzt wird. Außerdem kann das Drahtlos-Gateway 35 Netzwerkmanagement- und administrative Funktionen für das Drahtlosnetzwerk 70 bereitstellen, z. B. Ressourcenmanagement, Leistungsanpassung, Verringerung von Netzwerkfehlern, Überwachung von Datenverkehr, Sicherheit u. ä.
Die Drahtlosfeldgeräte 40–46 des Drahtlosnetzwerks 70 können wie die drahtgebundenen Feldgeräte 15–22 physische Steuerungsfunktion in der verfahrenstechnischen Anlage 10 ausführen, z. B. das Öffnen oder Schließen von Ventilen oder das Messen von Prozessparametern. Die Drahtlosfeldgeräte 40–46 sind jedoch für die Kommunikation mithilfe des Drahtlosprotokolls von Netzwerk 70 konfiguriert. Daher sind die Drahtlosfeldgeräte 40–46, das Drahtlos-Gateway und die Drahtlosknoten 52–58 des Drahtlosnetzwerks 70 Erzeuger und Konsumenten von Drahtloskommunikationspaketen.
In manchen Szenarien kann das Netzwerk 70 drahtgebundene Geräte enthalten. Beispielsweise kann es sich bei einem Feldgerät 48 in 1A um ein älteres 4-20-mA-Gerät und bei einem Feldgerät 50 um ein herkömmliches WiredHART-Gerät handeln. Die Feldgeräte 48 und 50 können für die Kommunikation im Netzwerk 30 über einen Drahtlosadapter (Wireless Adapter, WA) 52a oder 52b mit dem Drahtloskommunikations-Netzwerk 70 verbunden werden. Die Drahtlosadapter 52a und 52b können auch andere Kommunikationsprotokolle, z. B. Foundation^® Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet usw., unterstützen. Außerdem kann das Drahtlosnetzwerk 30 einen oder mehrere Netzwerkzugangspunkte 55a und 55b enthalten. Bei diesen kann es sich um eigene physische Geräte handeln, die drahtgebunden mit dem Drahtlos-Gateway 35 kommunizieren, oder sie können als integriertes Gerät mit dem Drahtlos-Gateway 35 bereitgestellt werden. Das Drahtlosnetzwerk 70 kann einen oder mehrere Router 58 enthalten, um Pakete zwischen Drahtlosgeräten im Drahtloskommunikations-Netzwerk 30 weiterzuleiten. Die Drahtlosgeräte 32–46 und 52–58 können über die Drahtlosverbindungen 60 des Drahtloskommunikations-Netzwerks 70 untereinander und mit dem Drahtlos-Gateway 35 kommunizieren.
1A enthält demzufolge mehrere Beispiele für Provider-Geräte, die primär zum Bereitstellen von Netzwerkrouting- und Verwaltungsfunktionen für verschiedene Netzwerke des Prozessleitsystems dienen. Beispielsweise enthalten das Drahtlos-Gateway 35, die Zugangspunkte 55a und 55b sowie der Router 58 Funktionen für das Routing von Drahtlospaketen im Drahtloskommunikations-Netzwerk 70. Das Drahtlos-Gateway 35 führt Datenverkehrsmanagement- und administrative Funktionen für das Drahtlosnetzwerk 70 aus und routet Traffic zwischen drahtgebundenen Netzwerken, die über eine Kommunikationsverbindung mit dem Drahtlosnetzwerk 70 verfügen. Das Drahtlosnetzwerk 70 kann ein Drahtlos-Prozesssteuerungsprotokoll benutzen, das Prozesssteuerungsmeldungen und -funktionen unterstützt, z. B. WirelessHART.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 weitere Knoten enthalten, die mit dem Backbone 105 verbunden sind und mithilfe anderer Drahtlosprotokolle kommunizieren. Beispiel: Das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 kann einen oder mehrere Drahtloszugangspunkte 72 enthalten, die andere Drahtlosprotokolle, z. B. WiFi, oder andere mit IEEE 802.11 konforme WLAN-Protokolle, Mobilkommunikationsprotokolle, z. B. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) oder LTE (Long Term Evolution), oder andere mit ITU-R (International Telecommunication Union Radiocommunication Sector) konforme Protokolle, Kurzwellen-Funkverbindungen wie Nahfeldkommunikation (NFC) und Bluetooth oder andere Drahtloskommunikations-Protokolle benutzen. Die Drahtloszugangspunkte 72 ermöglichen i. d. R. die Kommunikation von Handheld-Computern oder anderen portablen Computern über ein entsprechendes Drahtlosnetzwerk, das nicht mit dem Drahtlosnetzwerk 70 identisch ist und ein anderes Drahtlosprotokoll als das Drahtlosnetzwerk 70 unterstützt. In einigen Ausführungsformen kommuniziert das UI-Gerät 112 mithilfe eines Drahtloszugangspunktes 72 über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. In manchen Szenarien können außerdem zu portablen Computern ein oder mehrere Prozesssteuerungsgeräte (z. B. Steuereinheit 11, Feldgeräte 15–22 oder Drahtlosgeräte 35 und 40–58) ebenfalls mithilfe des vom Zugangspunkt 72 unterstützten Drahtlosnetzwerks kommunizieren.
Außerdem oder alternativ können die Provider-Geräte ein oder mehrere Gateways 75 und 78 zu Systemen außerhalb des unmittelbaren Prozessleitsystems 10 enthalten. In solchen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 zum Steuern und Überwachen dieser externen Systeme oder für die sonstige Kommunikation mit diesen Systemen verwendet werden. Bei diesen Systemen handelt es sich i. d. R. um Kunden oder Lieferanten von Informationen, die vom Prozessleitsystem 10 generiert oder verarbeitet werden. Beispielsweise kann ein Anlagen-Gateway-Knoten 75 eine Kommunikationsverbindung zwischen der unmittelbaren verfahrenstechnischen Anlage 10 (die über einen eigenen Backbone 105 für Prozesssteuerungsdaten verfügt) und einer anderen verfahrenstechnischen Anlage, die über einen eigenen entsprechenden Backbone verfügt, herstellen. In einer Ausführungsform kann ein einzelner Backbone 105 für mehrere verfahrenstechnische Anlagen oder Prozesssteuerungsumgebungen verwendet werden.
In einem anderen Beispiel kann der Anlage-Gateway-Knoten 75 eine Kommunikationsverbindung zwischen der unmittelbaren verfahrenstechnischen Anlage und einer älteren verfahrenstechnischen Anlage oder einer Anlage auf dem Stand der Technik herstellen, die weder ein Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 noch einen Backbone 105 enthält. In diesem Beispiel kann der Anlagen-Gateway-Knoten 75 Meldungen zwischen einem vom Big-Data-Prozesssteuerungs-Backbone 105 der Anlage 10 verwendeten Protokoll und einem vom älteren System verwendeten Protokoll (z. B. Ethernet, Profibus, Fieldbus, DeviceNet usw.) konvertieren oder übersetzen. In einem solchen Beispiel kann das UI-Gerät 112 zum Steuern und Überwachen von Systemen oder Netzwerken in der älteren Anlage oder in der verfahrenstechnischen Anlage auf dem Stand der Technik oder für die sonstige Kommunikation mit diesen verwendet werden.
Die Provider-Geräte können einen oder mehrere Gateway-Knoten 78 für externe Systeme umfassen, um eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 und dem Netzwerk eines externen öffentlichen oder privaten Systems, z. B. eines Laborsystems (z. B. Laboratory Information Management System, LIMS), einer Mitarbeiterrundgang-Datenbank, eines Produktbestands-Kontrollsystems, eines Produktionsplanungssystems, eines Wetterdatensystems, eines Versandkostensystems, eines Verpackungssystems, dem Internet, dem Netzwerk des Prozessleitsystems eines anderen Anbieters oder dem Netzwerk anderer externer Systeme, herzustellen. Die Gateway-Knoten 78 für externe Systeme können z. B. die Kommunikation zwischen dem Prozessleitsystem und Mitarbeitern außerhalb der verfahrenstechnischen Anlage (z. B. Mitarbeiter zu Hause) ermöglichen. In einem solchen Fall kann ein Bediener oder Wartungstechniker das UI-Gerät 112 zu Hause benutzen und über das Heimnetzwerk (nicht abgebildet), das Internet und das Gateway 78 eine Verbindung mit dem Backbone 105 herstellen. In einem anderen Fall kann ein Bediener oder Wartungstechniker das UI-Gerät 112 an einem beliebigen Standort benutzen und über ein Mobilfunknetz (nicht abgebildet), das Internet und das Gateway 78 eine Verbindung mit dem Backbone 105 herstellen. Die Gateway-Knoten 78 können auch die Kommunikation zwischen Anlagenpersonal in der verfahrenstechnischen Anlage und Instanzen oder Personen außerhalb der verfahrenstechnischen Anlage ermöglichen. Beispielsweise kann ein Techniker, der Wartungsarbeiten an einem Prozesssteuerungsgerät in der verfahrenstechnischen Anlage ausführt, über sein UI-Gerät 112 mit einem Supportmitarbeiter des Herstellers des Prozesssteuerungsgeräts kommunizieren. In einem weiteren Beispiel kann das Überwachungsmodul 106 das Wetter überwachen, eingehende Nachschublieferungen verfolgen, Finanzdaten (z. B. Warentermingeschäfte) verfolgen usw., um das Planen von Arbeitsaufgaben, das Verwalten von Produktionszeitplänen usw. durch das Überwachungsmodul 106 zu erleichtern. Selbstverständlich können sämtliche über das Gateway 78 (oder das Gateway 75 oder zwischen beliebigen zwei Geräten) hergestellten Verbindungen sichere Verbindungen (z. B. verschlüsselte Verbindungen, Verbindungen hinter einer Firewall usw.) sein.
1A zeigt zwar nur eine einzelne Steuereinheit 11 mit einer begrenzten Anzahl von Feldgeräten 15–22 und 40–46, jedoch dient die Figur lediglich zur Veranschaulichung, und es handelt sich um eine unbeschränkte Ausführungsform. In die Provider-Geräte des Prozesssteuerungs-Netzwerks 100 kann eine beliebige Anzahl von Steuereinheiten 11 aufgenommen werden, und jede der Steuereinheiten 11 kann mit einer beliebigen Anzahl von drahtgebundenen oder Drahtlosfeldgeräten 15–22 und 40–46 kommunizieren, um einen Prozess in der Anlage 10 zu steuern. Außerdem kann die verfahrenstechnische Anlage 10 eine beliebige Anzahl von Drahtlos-Gateways 35, Routern 58, Zugangspunkten 55, Drahtlosprozesssteuerungs-Kommunikationsnetzwerken 70, Zugangspunkten 72 und/oder Gateways 75 und 78 enthalten.
1B ist ein Blockschaltbild, das ein breiter gefächertes Steuerungssystem 120 veranschaulicht, das vielfältige verschiedene Systeme oder Systemfunktionen enthalten kann. Das Steuerungssystem 120 enthält die verfahrenstechnische Anlage 10, bei der es sich beispielsweise um eine Erdölraffinerie (jedoch auch um eine vollkommen andere Anlage) handeln kann. Das System 120 kann mit Unterwassersystemen 122, z. B. Bohr- oder Forschungssystemen, verbunden werden. In das System 120 können auch verschiedene Sicherheitssysteme 124, z. B. Feuer- und Gassysteme 126, Überwachungssysteme 128 und Transportsysteme 130 (z. B. für den Transport von Erdöl zur Raffinerie), aufgenommen werden. Zwar wird in 1B jedes der Elemente 10 und 122–130 als jeweils eigener Aspekt dargestellt, jedoch können verschiedene dieser Aspekte kombiniert werden. Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen die verfahrenstechnische Anlage 10 die Sicherheitssysteme 124 und/oder die Feuer- und Gassysteme 126 enthalten. 1B soll veranschaulichen, dass die vorliegende Beschreibung nicht auf die im Hinblick auf 1A beschriebene verfahrenstechnische Anlage beschränkt ist und auch auf andere Steuerungs-, Überwachungs-, Sicherheitssysteme u. ä. angewendet werden kann. In diesem Dokument werden Ausführungsformen im Hinblick auf die verfahrenstechnische Anlage 10 beschrieben, jedoch geschieht dies nur der Einfachheit halber und darf nicht als Beschränkung verstanden werden.
In den folgenden Beispielen werden verschiedene Szenarien der Implementierung einer verfahrenstechnischen Anlage wie z. B. der verfahrenstechnischen Anlage 10 beschrieben und die Vorteile dieser Implementierungen beleuchtet.
Beispiel 1
Ein erster Benutzer, der einem bestimmten Bereich der Anlage zugewiesen ist, überwacht diesen über eine ortsfeste Workstation in einer Schaltzentrale. Der erste Benutzer überwacht und steuert den Prozess über einen Browser oder eine andere auf der Workstation ausgeführte Anwendung, und der Browser bzw. die Anwendung kommuniziert mit einer auf einem Server ausgeführten Routine. Der erste Benutzer begibt sich in die Halle der verfahrenstechnischen Anlage, z. B. um sie zu inspizieren. Wenn sich der Benutzer von der Schaltzentrale zur Anlage begibt, nimmt er ein berührungsempfindliches Tablet (d. h. ein zweites, mobiles UI-Gerät) mit. Das Tablet bietet wie die Workstation dem Benutzer über einen Browser oder eine Anwendung, der bzw. die auf dem Tablet ausgeführt wird, Zugriff auf die Routine auf dem Server. Der erste Benutzer ist bereits auf dem Tablet authentifiziert oder das Tablet ist dem ersten Benutzer zugeordnet. Das Tablet kommuniziert mit dem Server, um eine individuelle Sitzung für den ersten Benutzer einzurichten. Der Server speichert dem ersten Benutzer zugeordnete Statusinformationen auf der Workstation und stellt auf dem Tablet über den Browser oder die Anwendung auf dem Tablet entsprechend den gespeicherten Statusinformationen eine Benutzeroberfläche für den ersten Benutzer bereit. So kann der erste Benutzer den auf der Workstation gestarteten Workflow fortsetzen.
Unter bestimmten Umständen generiert eine auf dem mobilen Gerät ausgeführte Routine eine Route für den ersten Benutzer. Die Routine, die vielleicht mit dem Experten- und/oder Überwachungssystem zusammenarbeitet, identifiziert Anlagenbestände, die überwacht oder gewartet werden müssen. In manchen Fällen ist jedem Bestand, der überwacht oder gewartet werden muss, eine Priorität zugeordnet, die die Dringlichkeit der Überwachung oder Wartung des Bestands angibt. Die Routine bestimmt eine Route für den ersten Benutzer, die es dem Benutzer ermöglicht, mindestens einige der Bestände, die überwacht oder gewartet werden müssen, effizient aufzusuchen.
Während sich der erste Benutzer in der Anlage bewegt, empfängt eine auf dem Tablet ausgeführte Kontextsensitivitätsroutine Daten von verschiedenen Sensoren und Empfängern (z. B. einem NFC- oder RFID-Transceiver) auf dem Tablet. Die Sensoren und Empfänger erkennen Geräte, Ausrüstung und/oder Tags in der Nähe des Tablets. In anderen Ausführungsformen kann es sich bei dem Tablet um einen GPS-Empfänger für Positionsdaten handeln, die auf den Server hochgeladen werden, damit sie von der Routine unter Berücksichtigung der Position des Benutzers ausgeführt werden können. In jedem Fall identifiziert die Routine die Position des Tablets oder dessen Nähe zu bestimmten Geräten und veranlasst, dass das Tablet für den Benutzer eine Übersichtskarte/-grafik der verfahrenstechnischen Anlage anzeigt, wobei die Position des ersten Benutzers und Tablets vergrößert dargestellt wird. Während sich der erste Benutzer in der Anlage bewegt, ändert sich die Anzeige der Karte der Anlage dynamisch, um den Bereich der Karte darzustellen, der der Position des Tablets entspricht.
In einigen Fällen kann die Karte der Anlage Navigationsfunktionen enthalten. Beispiel: Der erste Benutzer wählt ein(en) bestimmten Bereich/Bestand/Gerät der Anlage als Ziel aus. Die Routine liefert dann mithilfe von Positionsdaten (z. B. von einem GPS-Empfänger) eine Wegbeschreibung zu diesem Bereich/Bestand/Gerät der Anlage.
Das Tablet kann auch verschiedene Prozessdaten oder Alarme anzeigen, während sich der erste Benutzer in der Anlage 10 bewegt. Beispiel: Der erste Benutzer passiert eine Pumpe, und dies verursacht, dass das Tablet Betriebsdaten, Grafiken und Alarme für die Pumpe anzeigt, insbesondere, wenn die Pumpe gewartet werden muss. Das Tablet kann beispielsweise eine eindeutige ID von einem NFC- oder RFID-Tag an der Pumpe oder in der Nähe der Pumpe anzeigen. Das Tablet kann die eindeutige ID über den Server an die Routine übertragen. Die Routine empfängt die eindeutige ID und greift auf eine Datenbank zu, in der die eindeutige ID Elementen in der verfahrenstechnischen Anlage zugeordnet ist. Beispielsweise kann die eindeutige ID den Pumpendaten, z. B. Anzeigedaten, Parameterdaten und Alarmdaten der Pumpe, zugeordnet sein. Nachdem die Routine die Pumpendaten identifiziert hat, kann sie diese an das Tablet senden, das dann Grafiken erzeugt und Grafiken, Parameter und/oder Alarme im Hinblick auf die Pumpe bereitstellt.
In einem weiteren Beispiel erkennt der erste Benutzer, dass die Pumpe eine Störung aufweist. Der erste Benutzer interagiert mit einer Pumpengrafik oder einem Pumpenmenü auf dem Tablet-Display, tippt auf dem Display auf die Grafikposition, und die Grafik stellt einen Abschaltbefehl dar. Das Tablet erkennt die Eingabe des ersten Benutzers (z. B. die Eingabe auf einem kapazitiven Touchscreen) und generiert entsprechende Eingabedaten. Das Tablet überträgt dann die Eingabedaten an den Server, der diese empfängt und ein Abschaltsignal an die Steuereinheit für die Pumpe sendet. Die Steuereinheit empfängt das Signal und schaltet die Pumpe aus. Der erste Benutzer kann eine Aufgabe oder Arbeitsaufgabe für die Pumpe erstellen. Bei der Arbeitsaufgabe kann es sich beispielsweise um eine Aufforderung an Wartungspersonal zum Inspizieren und/oder Reparieren der Pumpe handeln.
Die Routine auf dem Tablet kann auch eine Blockierungs-/Energieabschaltungsprozedur ermöglichen. Beispielsweise kann die Routine die entsprechende Blockierungs-/Energieabschaltungsprozedur für die Pumpe anzeigen. In manchen Fällen kann der erste Benutzer, der die Pumpe aus Sicherheitsgründen blockieren möchte, mit einer auf dem Tablet angezeigten Aufgabenliste interagieren, um z. B. anzugeben, dass eine Aufgabe in der Blockierungsprozedur abgeschlossen wurde. In anderen Fällen kann der Benutzer mit der Routine interagieren, um eine Störungssicherheitsbedingung für die Pumpe zu testen. Beispielsweise kann ein simuliertes Signal generiert werden, um die Störungssicherheitsbedingung zu simulieren, sodass der erste Benutzer die Reaktion der Pumpe beobachten kann.
Beispiel 2
Der erste Benutzer, der das Tablet immer noch mit sich trägt, geht von der verfahrenstechnischen Anlage in Richtung einer Schaltzentrale der verfahrenstechnischen Anlage. Der erste Benutzer passiert einen Dampfkessel. Wenn der erste Benutzer in die Nähe des Dampfkessels gelangt, stellt das Tablet eine RFID-Verbindung mit einem Dampfkessel-Kontext-ID-Gerät her. Das Tablet empfängt eine eindeutige ID vom Kontext-ID-Gerät und übermittelt diese an den Server. Der Server identifiziert den Dampfkessel anhand der eindeutigen ID. Der Server greift auf die Kontextdaten zu, um zu bestimmen, dass dem Dampfkessel eine Arbeitsaufgabe zugeordnet ist, und vergleicht eine der Arbeitsaufgabe zugeordnete Qualifikationsschwelle mit einem Qualifikationsniveau, das dem Profil des ersten Benutzers zugeordnet ist. Der Server bestimmt, dass der erste Benutzer nicht die Qualifikation zum Bearbeiten der dem Dampfkessel zugeordneten Arbeitsaufgabe besitzt, und verzichtet auf das Ändern der Anzeige des Tablets, statt die Anzeige mit Informationen über die Arbeitsaufgabe zu aktualisieren.
Der Benutzer bewegt sich weiter in der Anlage, führt immer noch das Tablet mit sich und passiert ein Ventil. Wie oben beschrieben, kann das Tablet die Verbindung mit einem Ventilkontext-ID-Gerät herstellen. Das Tablet empfängt dann eine eindeutige ID vom Gerät und übermittelt diese an den Server. Der Server identifiziert das Ventil anhand der eindeutigen ID. Der Server greift dann auf Kontextdaten zu, um zu bestimmen, dass dem Ventil ein Zeitplan zugeordnet ist, gemäß dem das Ventil derzeit für Wartungsarbeiten außer Betrieb genommen ist. Der Server übermittelt die Daten an das Tablet. Dies verursacht, dass das Tablet Informationen für den ersten Benutzer bereitstellt, aus denen der erste Benutzer ersieht, dass das Ventil derzeit planmäßig gewartet wird.
Beispiel 3
Der erste Benutzer bewegt sich weiter in der Anlage und hält immer noch das Tablet in der Hand. Ein zweiter Benutzer, der sich in der Schaltzentrale befindet und jetzt an der Workstation angemeldet ist, die zuvor vom ersten Benutzer belegt war (oder an einer anderen Workstation), stellt fest, dass ein kritischer Sauerstoff-Messwert für einen Hochofenschacht absinkt. Der zweite Benutzer erstellt eine Arbeitsaufgabe, in der Hilfe für den Hochofenschacht angefordert wird. Wenn der erste Benutzer auf seinem Weg zurück zur Schaltzentrale den Hochofenschacht passiert, stellt das Tablet automatisch die Verbindung mit einem Hochofenschacht-Kontext-ID-Gerät her, sodass das Tablet eine eindeutige ID für den Hochofenschacht empfängt. Das Tablet überträgt die eindeutige ID an den Server, der mit der eindeutigen ID verknüpfte Informationen (z. B. Informationen über den Hochofenschacht), einschließlich einer Benachrichtigungsgrafik, die besagt, dass der Hochofenschacht Maßnahmen erfordert, zurücksendet. Der erste Benutzer sieht die Benachrichtigungsgrafik und wählt sie aus, sodass Informationen über die erstellte Arbeitsaufgabe angezeigt werden. Der erste Benutzer wählt eine Grafik aus, um die Annahme der Arbeitsaufgabe anzugeben.
Die Arbeitsaufgabe erfordert, dass der erste Benutzer ein oder mehrere Bilder der Flamme am Hochofen aufnimmt (z. B. weil die Farbe der Flamme auf eine unzureichende Luftströmung schließen lässt). Das Bild der Flamme wird an den Server übertragen. Eine auf dem Server, in einem Big-Data-System oder als Teil eines Expertensystems ausgeführte Routine analysiert Aspekte des Bildes oder vergleicht das Bild der Flamme mit anderen Bildern, die zu anderen Zeiten und/oder unter anderen Bedingungen aufgenommen wurden und im Big-Data-System gespeichert sind. Die Analyseroutine analysiert die Bilder (indem sie z. B. Bilder mit der Sammlung früherer Flammenbilder und den entsprechenden Betriebsdaten vergleicht). Die Big-Data-Analyseroutine gibt an, dass die Luftströmung am Hochofen zu gering ist. Das Expertensystem weist basierend auf der Analyse den ersten Benutzer an, die Luftströmung zum Hochofen zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen verwendet der Benutzer das Tablet für den Abruf und die Anzeige von Arbeitsanweisungen zum Erhöhen der Luftströmung zum Hochofen, und in Ausführungsformen zeigt das Tablet automatisch die Anweisungen an, wenn das Expertensystem den Benutzer zum Erhöhen der Luftströmung auffordert. Der Benutzer kann ggf. nach der Korrektur ein weiteres Bild der Flamme aufnehmen und das Bild an die Analyseroutine senden, um sich zu vergewissern, dass der Hochofenschacht korrekt arbeitet.
Der erste Benutzer kann auch mithilfe des Tablets eine Audioaufzeichnung im Hinblick auf den Hochofen erstellen und diese an den Server, das Big-Data-System oder das Expertensystem senden. Eine beispielsweise auf dem Expertensystem ausgeführte Analyseroutine vergleicht die Audioaufzeichnung mit einem Klangbild des Hochofens, um zu bestimmen, ob der Hochofen störungsfrei arbeitet. Die Analyseroutine kann außerdem die Audioaufzeichnungen mit Audioaufzeichnungen für bekannte Probleme vergleichen. Beispielsweise können Riemen- oder Motorprobleme bestimmten Klängen zugeordnet sein, und die Analyseroutine kann solche Probleme durch den Vergleich der Audioaufzeichnung mit diesen Klängen erkennen. Der Benutzer kann außerdem das Tablet am Hochofen oder in dessen Nähe platzieren, um mechanische Schwingungen des Hochofens zu bestimmen. Das Tablet empfängt Schwingungsdaten über einen Bewegungssensor und überträgt sie an einen Server oder ein Big-Data-System. Eine Analyseroutine vergleicht die erkannten mechanischen Schwingungen mit einem charakteristischen Schwingungspegel des Hochofens (oder mit Schwingungspegeln bekannter Probleme), um zu bestimmen, ob der Hochofen störungsfrei arbeitet. Durch die Analyse der Audioaufzeichnung/der mechanischen Schwingungen werden keine weiteren Probleme beim Hochofen erkannt und/oder die Analyse bestätigt, dass die Luftströmung am Hochofen erhöht werden muss.
Während der erste Benutzer die Luftströmung am Hochofen erhöht, führt der zweite Benutzer eine Abfrage bezüglich des Hochofens aus, um zu ermitteln, ob in den letzten vergangenen Schichten andere Benutzer ebenfalls die Luftströmung erhöht haben. Die Abfrage bestätigt, dass dies der Fall ist. Der zweite Benutzer ruft ein Schaubild auf, die die Luftströmung im Hochofen mit Ereignisdaten über jeden Zeitpunkt, zu dem die Luftströmung erhöht wurde, über den Benutzer, von dem die Änderungen im Big-Data-System durchgeführt wurden, usw. darstellt. Der zweite Benutzer teilt dem ersten Benutzer diese Informationen mit, z. B. durch Anfordern einer gemeinsamen UI-Sitzung (User Interface, Benutzeroberfläche). Der erste Benutzer empfängt über den Server die Anforderung für die UI-Sitzung. Wenn der erste Benutzer die Anforderung annimmt, erfasst der Server Statusinformationen zu der für den zweiten Benutzer angezeigten UI und veranlasst, dass auf dem vom ersten Benutzer verwendeten Tablet Daten entsprechend den Statusinformationen vom zweiten Benutzer angezeigt werden. Der erste und zweite Benutzer überprüfen gemeinsam die Daten des Hochofens und stellen fest, dass am Hochofen häufig ähnliche Probleme auftreten. Der zweite Benutzer fragt dann das Big-Data-System nach Messungen von niedrigen Sauerstoffwerten am Hochofen ab. Das Big-Data-System liefert Daten zu einer Reihe von Ereignissen, Geräten, Benutzern, Zeiten und anderen Faktoren, die mit den Messungen niedriger Sauerstoffwerte am Hochofen korreliert sind. Beispielsweise kann die Big-Data-Analyse zeigen, dass Messungen niedriger Sauerstoffwerte eine starke Korrelation mit Ereignissen in zugehörigen verfahrenstechnischen Einheiten aufweisen, wobei die korrelierten Ereignisse häufig vor den niedrigen Sauerstoffwerten auftreten. In einem weiteren Beispiel ergibt die Analyse, dass die Messungen niedriger Sauerstoffwerte stark mit einem bestimmten Benutzer korreliert sind. Anders gesagt, die Analyse zeigt, dass dieser Benutzer den Hochofen auf eine Weise regelt, die niedrige Sauerstoffwerte verursacht. Zwar wird in diesem Beispiel ein Benutzer veranschaulicht, der zum Anfordern einer Analyse und Anzeigen der Analyseergebnisse ein UI-Gerät verwendet; jedoch ist zu beachten, dass auch das Big-Data-System vom UI-Gerät (in diesem Szenario ein Tablet) erfasste Daten für die weitere Analyse benutzen kann, die nicht unbedingt mit dem UI-Gerät verknüpft sein muss. In jedem Fall kann der zweite Benutzer die Arbeitsaufgabe für die weitere Überprüfung markieren und ein Wartungsticket erstellen, damit der Hochofen in naher Zukunft überprüft wird.
Beispiel 4
Später wird der Hochofen von Wartungspersonal untersucht, das feststellt, dass die Ursache für die Störung eine Stelle ist, an der die Brennstoffzuleitung mit dem Hochofen verbunden ist. Das Wartungspersonal erstellt eine Arbeitsaufgabe zum Beheben des Problems. Mit der Arbeitsaufgabe ist die Aufgabe verknüpft, das Brennstoffs-Zuleitungsrohr an die Brennstoffzuleitung am Hochofen anzuschweißen. In der Aufgabe werden die Zielausrüstung (der Hochofen) und die zum Ausführen der Aufgabe benötigte Qualifikation (Qualifikation zum Schweißen) angegeben. Optional kann in der Arbeitsaufgabe eine Frist für die Ausführung der Arbeitsaufgabe angegeben werden.
Das Überwachungsmodul plant die Ausführung der Arbeitsaufgabe. Beispielsweise kann das Überwachungsmodul die Ausführung der Arbeitsaufgabe für einen Tag planen, an dem die Anlage (oder der Bereich der Anlage, in der sich der Hochofen befindet) planmäßig für Wartungsarbeiten außer Betrieb genommen wird. Das Überwachungsmodul kann alternativ oder außerdem die Arbeitsaufgabe entsprechend der Verfügbarkeit von Mitarbeitern mit der erforderlichen Qualifikation planen. Nachdem das Überwachungsmodul einen Schweißer mit der entsprechenden Qualifikation ermittelt hat, weist es dem Schweißer die Arbeitsaufgabe zu und wartet auf die Annahme der zugewiesenen Arbeitsaufgabe durch den Schweißer. Wenn der Schweißer die Arbeitsaufgabe annimmt, erstellt das Überwachungsmodul Berechtigungstokens, die dem Schweißer zu dem Zeitpunkt, an dem die Arbeitsaufgabe ausgeführt werden soll, Zugriff auf die erforderliche(n) Anlagenfunktionen und -ausrüstung gewähren.
Der Schweißer trifft zum festgelegten Zeitpunkt mit dem ihm zugewiesenen mobilen UI-Gerät, das ihn an die auszuführende Arbeitsaufgabe (d. h. das Schweißen der Hochofenverbindung) erinnert hat, in einem Geräteraum ein. Nach dem Quittieren der Erinnerung zeigt das UI-Gerät eine vom Überwachungsmodul generierte Prüfliste für die Arbeitsaufgabe an. Der Schweißer ersieht aus der Prüfliste, dass er Sicherheitsausrüstung (z. B. Schweißhelm und Schweißerhandschuhe), Schweißausrüstung (z. B. eine Schweißstromquelle, Elektroden, Zusatzwerkstoff usw.) und weitere Objekte, die zum Ausführen der Arbeit benötigt werden (z. B. Ersatzteile), mit sich führen muss. In der Prüfliste können außerdem bestimmte Aufgaben aufgeführt sein, die ausgeführt werden müssen, bevor sich der Schweißer zur Zielausrüstung begibt. Nachdem der Schweißer dem Überwachungsmodul bestätigt hat (z. B. über das UI-Gerät), dass er über die gesamte in der Prüfliste genannte Ausrüstung verfügt und die in der Prüfliste angegebenen Aufgaben ausgeführt hat, kann er den Geräteraum verlassen.
Das UI-Gerät bemerkt, dass der Schweißer den Geräteraum verlassen hat, wechselt in den Karten- oder Navigationsmodus und zeigt Informationen über die Position des Schweißers in der verfahrenstechnischen Anlage sowie Informationen an, die den Schweißer zur Zielausrüstung (in diesem Fall zum Hochofen) führen. Wenn das UI-Gerät bemerkt, dass der Schweißer den Hochofen erreicht hat, zeigt es automatisch Anweisungen zur Arbeitsaufgabe an (die z. B. vom Überwachungsmodul bereitgestellt werden). Beispielsweise kann das UI-Gerät zunächst für den Schweißer die Sicherheitsanweisungen und Informationen anzeigen, die zum sicheren Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich sind, z. B. Informationen über das normalerweise vom zu schweißenden Brennstoffrohr transportierte Material, welches Material zuletzt durch das Rohr geflossen ist, ob das Rohr geleert wurde, ob das Rohr derzeit in Betrieb ist und ob Reststoffe im Rohr festgestellt werden können. Das UI-Gerät kann außerdem schrittweise und/oder in Grafiken eine Arbeitsanweisung zum Entfernen von Reststoffen aus dem Rohr anzeigen, um sicherzustellen, dass der Schweißvorgang sicher (z. B. ohne eine Explosion zu verursachen) ausgeführt werden kann. Das UI-Gerät kann außerdem Anweisungen zum Abschalten und/oder Blockieren von Teilen des Systems, z. B. vorgelagerte Ventile, die den Fluss von Gas in das Rohr zulassen, Zündvorrichtungen im Hochofen und andere Ausrüstung, die das Verfahren, den Schweißer oder die verfahrenstechnische Anlage unnötigen Risiken aussetzt, anzeigen und das Abschalten/Blockieren ermöglichen. Anschließend führt der Schweißer den Schweißvorgang aus. Dabei befolgt er die Anweisungen oder andere vom UI-Gerät gelieferte Anleitungen, bevor er ggf. vorhandene Blockierungen aufhebt und dem Überwachungsmodul über das UI-Gerät mitteilt, dass der Vorgang abgeschlossen ist. Anschließend erstellt das Überwachungsmodul automatisch eine Arbeitsaufgabe, damit eine zweite Person die Schweißarbeit überprüft, bevor die Anlage (oder ein Abschnitt der Anlage) wieder in Betrieb genommen wird.
Diese Beispiele veranschaulichen einige Vorteile der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren, die im Rest dieser Patentschrift beschrieben werden.
Es ist angedacht, die hier beschriebenen Konzepte in Systeme zu integrieren, die bereits in der verfahrenstechnischen Anlage implementiert sind. Das bedeutet, dass die Implementierung dieser Konzepte in Ausführungsformen kein vollkommen neues Prozessleitsystem erfordert, sondern dass die Konzepte nahtlos in vorhandene Software- und Hardwareelemente der Anlage integriert werden können.
Das Big-Data-Netzwerk
In bestimmten Ausführungsformen werden die offenbarten UI-Geräte, Server und Routinen in einem Prozesssteuerungs-Netzwerk implementiert, das eine Big-Data-Infrastruktur (z. B. ein Big-Data-Netzwerk) unterstützt. Das Big-Data-Netzwerk unterstützt Data Mining und Datenanalyse von umfangreichen Prozessdaten. Das Big-Data-Netzwerk oder -System kann auch eine Vielzahl von Big-Data-Netzwerkknoten enthalten, um alle (oder fast alle) Daten zu erfassen und zu speichern, die von Geräten, die im Prozessleitsystem oder in der verfahrenstechnischen Anlage 10 enthalten sind oder mit diesem/dieser verknüpft sind, generiert, empfangen und/oder beobachtet werden. Ein Big-Data-Netzwerk kann ein Big-Data-System (z. B. das Big-Data-System 102) enthalten. Dieses wiederum kann einen einheitlichen, logischen Datenspeicherbereich enthalten, der zum Speichern mehrerer Typen von Daten (manchmal in einem gemeinsamen Format) konfiguriert ist, die vom Prozessleitsystem generiert werden oder mit dem Prozessleitsystem, der verfahrenstechnischen Anlage 10 sowie einem oder mehreren von der verfahrenstechnischen Anlage 10 gesteuerten Prozesse zusammenhängen. Im einheitlichen, logischen Datenspeicherbereich können z. B. mit Zeitstempel versehene Konfigurationsdaten, stetige Daten, Anlagendaten, Daten zu Benutzeraktionen, Netzwerkverwaltungsdaten und Daten gespeichert werden, die von/an Systeme(n) außerhalb des Prozessleitsystems oder der verfahrenstechnischen Anlage geliefert werden. Diese Daten können auch Daten zu Mitarbeitern, zu Rohstoffen und/oder aufbereiteten Produkten, zu Mitarbeiterbeschränkungen, -qualifikationen und -zertifizierungen sowie Daten zu Kalibrierungs- und Wartungszeitplänen u. ä. umfassen. Die vom Big-Data-Netzwerk erfassten Daten können z. b. Datenlogs sein, in denen die Mitarbeiter und die von diesen Mitarbeitern empfangenen Eingaben aufgezeichnet sind. Diese Daten können zum Verbessern von Anlagenbetrieb und -effizienz hilfreich sein. Die Logdaten können z. B. vom Expertensystem durchsucht und analysiert werden, um wertvolle Erkenntnisse zu Bedienereingaben in verschiedenen Situationen zu gewinnen. Die Ergebnisse lassen sich zum Verbessern der Bedienerschulung und/oder der Reaktionen – automatisch oder manuell – in verschiedenen Situationen benutzen. Auf jeden Fall sind diese Daten häufig für regulatorische Zwecke erforderlich.
Das Wort „einheitlich“ in Bezug auf den logischen Datenspeicherbereich des Big-Data-Systems 102 bedeutet im Sinne der vorliegenden Verwendung nicht, dass es sich um ein einzelnes Speichergerät handelt. Wie allgemein bekannt ist, können mehrere (tatsächlich zahlreiche) Speichergeräte einer bestimmten Größe (oder verschiedener Größen) verbunden werden, um einen größeren Speicherbereich zu bilden. Im Rahmen dieser Beschreibung lassen sich diese Speichergeräte dennoch als „einheitlicher“ logischer Speicherbereich betrachten. Im Allgemeinen ist das Big-Data-System 102 für den Empfang von Daten (z. B. per Streaming und/oder einem anderem Protokoll) von den Big-Data-Netzwerkknoten des Big-Data-Netzwerks und zum Speichern der empfangenen Daten konfiguriert. Das Big-Data-System 102 für die Prozesssteuerung kann den einheitlichen, logischen Speicherbereich zum Archivieren oder Speichern der Daten, die von den Big-Daten-Knoten, mehreren Systemdatenempfängern zum Empfangen der Daten und mehreren Systemanforderungsservices empfangen werden, enthalten. Letztere werden in der US-Patentanmeldung 13/784,041 beschrieben, die hiermit per Bezugnahme vollständig und für alle Zwecke in dieses Dokument eingeschlossen ist.
Ein Big-Data-System für die Prozesssteuerung kann alle Daten, die von den Knoten generiert, empfangen oder abgerufen werden, automatisch in der Geschwindigkeit erfassen, in der sie generiert, empfangen oder abgerufen werden. Es kann bewirken, dass die erfassten Daten mit hoher Genauigkeit (z. B. ohne Verwendung von verlustbehafteter Datenkomprimierung oder anderer Verfahren, die den Verlust von ursprünglichen Informationen verursachen können), an das Big-Data-System 102 des Prozessleitsystems übermittelt werden, um gespeichert (und optional an andere Knoten des Netzwerks übermittelt) zu werden. Das Big-Data-System des Prozessleitsystems kann möglicherweise außerdem differenzierte Daten- und Trendanalysen eines beliebigen Teils der gespeicherten Daten bereitstellen. Beispielsweise kann das Big-Data-System für die Prozesssteuerung eine automatische Datenanalyse von Prozessdaten (die in Prozessleitsystemen auf dem Stand der Technik in verschiedenen Datenbanksilos enthalten sind) bereitstellen, ohne dass eine A-priori-Konfiguration, Übersetzung oder Konvertierung erforderlich ist. Das Big-Data-System des Prozessleitsystems ermöglicht einen automatischen gründlichen Wissenserwerb und kann Änderungen des Prozessleitsystems oder zusätzliche Elemente für dieses vorschlagen. Das Big-Data-System des Prozessleitsystems kann alternativ oder zusätzlich basierend auf dem Wissenserwerb Aktionen ausführen (z. B. vorschriftsmäßige oder vorausschauende Instandhaltung oder sowohl vorschriftsmäßige als auch vorausschauende Instandhaltung). Das Big-Data-System des Prozessleitsystems ermöglicht außerdem Benutzern den manuellen Wissenserwerb sowie das Planen, Konfigurieren, Betreiben, Warten und Optimieren der verfahrenstechnischen Anlage und der dieser zugeordneten Ressourcen und unterstützt sie dabei.
Expertensystem
Das Expertensystem 104 ist eine Sammlung von Routinen und/oder Modulen, die für den Zugriff auf und das Analysieren von Daten konfiguriert ist, die im Big-Data-System 102 gespeichert sind. Das Expertensystem 104 wird zwar in der gesamten Patentschrift als Modul beschrieben, das in den Ausführungsformen vom Big-Data-System 102 getrennt ist, jedoch kann es in das Big-Data-System 102 integriert werden. Das Expertensystem 104 kann außerdem eine Vielzahl von Modulen oder Routinen enthalten, die in verschiedenen Prozessbereichen und/oder in unterschiedlicher Prozessausrüstung ausgeführt werden. Beispielsweise kann sich die Funktionalität des Expertensystems in einer oder mehreren Steuereinheiten 11, in einem oder mehreren Prozesssteuerungssystemen 15–22 usw. befinden. Das Expertensystem 104 verwendet immer die vom Big-Data-System 102 erfassten und in diesem gespeicherten Daten, um Trends zu bestimmen, Diagnosen auszuführen, Bedienereingaben zu überwachen, die Modellierung der verfahrenstechnischen Anlage und/oder von Teilen der verfahrenstechnischen Anlage zu verbessern, die Ausgabequalität und -menge zu überwachen, verschiedene Aspekte des Betriebs der Anlage zu modellieren und zahllose weitere Aktivitäten auszuführen. Das Expertensystem 104 kann für die Analyse der erfassten Daten vordefinierte Modelle benutzen und/oder aktiv (und möglicherweise automatisch) Modelle entsprechend der Analyse der Daten generieren. Das Expertensystem 104 kann viele verschiedene Typen von Analysen durchführen. Einige Beispiele werden nachfolgend beschrieben. Die Beispiele sollen nicht den Funktionsumfang des Expertensystems 104 beschränken, sondern einen Teil der möglichen Funktionen veranschaulichen.
In einem Beispiel überwacht das Expertensystem 104 (in Echtzeit oder nach der Erfassung und Speicherung) Daten, die vom Big-Data-System 102 erfasst und gespeichert werden, und analysiert Daten für einen bestimmten Alarm oder Alarmtyp. Das Expertensystem 104 kann zum Analysieren der Prozessparameter, Prozesseingaben, Sensordaten und aller sonstigen im Big-Data-System 102 gespeicherten Daten programmiert werden, um gemeinsame Merkmale (Trends, Werte usw.) zu bestimmen, die einem bestimmten Alarm zugeordnet sind. Die Zuordnung kann eine zeitliche Zuordnung sein, das Merkmal muss jedoch nicht zeitgleich mit dem Alarm auftreten. Beispielsweise kann das Expertensystem 104 die Daten analysieren, um zu ermitteln, ob eine bestimmte Bedienereingabe mit einer ähnlichen zeitlichen Beziehung zu dem Alarm erfolgt. Genauer gesagt, kann das Expertensystem 104 ein gemeinsames Auftreten mehrerer Faktoren bestimmen, das der Alarmbedingung vorangeht oder auf sonstige Weise auf diese schließen lässt. So kann das Expertensystem 104 beispielsweise bestimmen, dass sich der Druck in einem bestimmten Behälter mit einer bestimmten Geschwindigkeit erhöht und die Alarmbedingung verursacht, wenn die Temperatur in dem Behälter ansteigt und ein Bediener einen bestimmten Katalysator in einer bestimmten Menge in den Behälter gibt.
In einem weiteren Beispiel ist das Expertensystem 104 zum Ausführen der statistischen Analyse von durch das Big-Data-System 102 erfassten und gespeicherten Daten programmiert, um die Stärke der Korrelationen zwischen Ereignissen und Prozessparametern zu bestimmen. Zum Beispiel beurteilt ein Bediener mit langjähriger Erfahrung möglicherweise die Beziehungen zwischen verschiedenen Verarbeitungseinheiten nach seinem „Bauchgefühl“, doch ist die Intuition des Bedieners wahrscheinlich weniger zuverlässig als eine gründliche Analyse der Daten. Dies kann dazu führen, dass der Bediener auf eine Prozesssteuerungssituation (z. B. zunehmende Behältertemperatur, abfallender Druck usw.) durch das Ändern von Prozesseinstellungen reagiert, die die Situation verschärfen oder nicht so schnell oder nicht in dem Ausmaß korrigieren, wie dies durch andere oder zusätzliche Korrekturen erfolgen würde. Das Expertensystem 104 kann daher die allgemeine Steuerung, Sicherheit, Qualität und Ausgabe des Prozesses verbessern, indem Informationen für Bediener und andere Mitarbeiter bereitgestellt werden, die andernfalls nicht bekannt sind oder nicht verstanden werden.
In noch einem weiteren Beispiel ist das Expertensystem 104 so programmiert, dass es entsprechend der Analyse (z. B. entsprechend der in den vorangehenden Abschnitten beschriebenen Analyse) Korrekturen an dem in der verfahrenstechnischen Anlage 10 ausgeführten Prozess vornimmt. Das Expertensystem 104 erkennt eine suboptimale oder anormale Bedingung und korrigiert diese, indem es einen oder mehrere Prozesseingaben und/oder Sollwerte ändert. Das Expertensystem 104 kann außerdem in andere Sicherheitssysteme der verfahrenstechnischen Anlage 10 integriert werden, um Prozessbedingungen zu stoppen und/oder zu korrigieren, die zu Sicherheitsrisiken für Ausrüstung und/oder Personal führen können.
Überwachungsmodul
Die Implementierung der mobilen Schaltzentrale mithilfe der UI-Geräte 112 erleichtert die Dezentralisierung von Steuerung, Wartung und anderen Aspekten der verfahrenstechnischen Anlage (oder anderer, ähnlicher Umgebungen). Die Bediener sind für eine optimale Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage nicht mehr an eine Workstation gebunden. Folglich verschwimmt oder verschwindet die Trennung zwischen Bedienern und Wartungsmitarbeitern, die zuvor in der Anlage und nicht in der Schaltzentrale gearbeitet hatten. Es sind mehr Mitarbeiter verfügbar, die sich in der Anlagenumgebung bewegen können. Gleichzeitig speichert das Big-Data-System 102 vollständigere Daten über jeden Aspekt der Anlagenumgebung, und das Expertensystem 104 liefert umfassendere Analysen des Betriebs und Zustands der verfahrenstechnischen Anlage. Das Expertensystem 104 und das Big-Data-System 102 liefern gemeinsam Informationen über den Status der in der Anlage ausgeführten Prozesse, den Status der Ausrüstung in der Anlage, die Positionen und Aufgaben der Mitarbeiter in der Anlage sowie über zahllose weitere Aspekte von Anlagenmanagement, Materialmanagement, Personalmanagement, Optimierung usw.
Das Überwachungsmodul 106 nutzt die vom Expertensystem 104 bereitgestellten Daten und Analysen für die Lenkung der Mitarbeiter in der verfahrenstechnischen Anlage. Insbesondere kann das Überwachungsmodul 106 vom Expertensystem 104 identifizierte Trends überwachen und Arbeitsaufgaben für das Anlagenpersonal erstellen. Das Überwachungsmodul 106 wird zwar in der gesamten Patentschrift als Modul beschrieben, das vom Big-Data-System 102 und dem Expertensystem 104 getrennt ist, jedoch kann es in Ausführungsformen in das Big-Data-System 102 und/oder das Expertensystem 104 integriert werden. 2 ist ein Blockschaltbild der Kommunikationsarchitektur zwischen den mobilen UI-Geräten 112 der Schaltzentrale, dem Überwachungsmodul 106 sowie dem Expertensystem 104 und dem Big-Data-System 102. Wie oben beschrieben, kann das Expertensystem 104 Daten abrufen und analysieren, die im Big-Data-System 102 gespeichert sind, und in einigen Ausführungsformen Daten im Big-Data-System 102 speichern. Beispielsweise kann das Expertensystem 104 Daten zu einem Aspekt des Prozessleitsystems abrufen und eine oder mehrere Analysen der abgerufenen Daten ausführen. Das Expertensystem 104 kann die Analysen nach einem vorprogrammierten Modell oder in einigen Ausführungsformen ohne Modell ausführen (d. h., das Expertensystem 104 sucht in den Daten nach unbekannten Korrelationen und Beziehungen). In jedem Fall speichert das Expertensystem 104 Analysedaten (z. B. Regressionsdaten, korrelierte Daten usw.) im Big-Data-System 102.
Das Überwachungsmodul 106 verwendet Daten, die vom Expertensystem 104 und/oder vom Big-Data-System 102 empfangen/abgerufen wurden. Beispielsweise kann das Überwachungsmodul 106 Daten vom Expertensystem 104 empfangen, die angeben, dass ein bestimmter Parameter besonders eng mit einer bestimmten anormalen Bedingung oder einer bestimmten optimalen Bedingung korreliert ist. In einem weiteren Beispiel empfängt das Überwachungsmodul 106 Daten vom Expertensystem 104, die angeben, dass ein bestimmter Parameter überprüft werden sollte oder dass eine bestimmte Korrektur an einem/einer Prozesssteuerungsgerät/-routine vorgenommen werden muss, um eine anormale Bedingung zu vermeiden. In noch einem weiteren Beispiel empfängt das Überwachungsmodul 106 Daten vom Expertensystem 104, die angeben, dass das Expertensystem 104 einen Trend ermittelt hat, der besagt, dass jetzt oder zu einem vorhergesagten Zeitpunkt Wartungsarbeiten erforderlich sind. Alternativ oder außerdem empfängt das Überwachungsmodul 106 Daten vom Big-Data-System 102. Beispielsweise kann eine vom Überwachungsmodul 106 ausgeführte Routine einen Bezug zu regelmäßiger planmäßiger Wartung (d. h. Wartung in regelmäßigen planmäßigen Intervallen oder in Intervallen, die durch einen Parameter der Anlage bestimmt werden) aufweisen. Das bedeutet, dass das Überwachungsmodul 106 einen Parameter der verfahrenstechnischen Anlage oder eines Geräts in der verfahrenstechnischen Anlage überwacht, um beispielsweise zu bestimmen, wie viele Stunden seit der letzten Wartung das Gerät in Betrieb war oder wie oft das Gerät seit der letzten Wartung eingeschaltet wurde. Dieser Typ von Daten kann im Big-Data-System 102 gespeichert und vom Überwachungsmodul 106 empfangen werden.
Erstellung von Arbeitsaufgaben
Das Überwachungsmodul 106 erstellt anhand der empfangenen Daten Arbeitsaufgaben für Anlagenpersonal und/oder zum Verursachen bestimmter Aktionen in der verfahrenstechnischen Anlage. 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform des Überwachungsmoduls 106 darstellt. Das Überwachungsmodul 106 kann einen Arbeitsaufgaben-Manager 300 enthalten. Beim Arbeitsaufgaben-Manager 300 kann es sich um einen Satz von Routinen und/oder Anweisungen handeln, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, von einem Prozessor ausgeführt werden und zum Erstellen von Arbeitsaufgaben verwendet werden können. Bei jeder Arbeitsaufgabe kann es sich um eine Aufgabe oder Prozedur handeln, die von einem oder mehreren Mitarbeitern der verfahrenstechnischen Anlage ausgeführt werden muss. Beispielsweise kann eine Arbeitsaufgabe das Ersetzen oder Reparieren eines Geräts, das Erfassen eines Parameterwerts, das Vornehmen einer Einstellung an einem Gerät oder Parameter, das Überprüfen einer Ausrüstung oder eines Geräts oder eine beliebige andere Aktion umfassen, zu deren Durchführung Personal erforderlich ist. Wenn der Arbeitsaufgaben-Manager 300 Arbeitsaufgaben generiert, werden diese in einer Arbeitsaufgabenliste 302 gespeichert, die sich in einem dem Überwachungsmodul 106 zugeordneten Speicher befindet. Wie in 4 gezeigt, kann eine Beispiel-Arbeitsaufgabe 400 vielfältige Informationen enthalten, wie beispielsweise einen Arbeitstyp oder eine Funktion 402 (z. B. Austesten einer Schaltung, Austauschen von Ausrüstung, Kalibrieren von Ausrüstung, Wartung (z. B. Schmierung usw.) usw.), eine Liste 404 mit Ausrüstung, die zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich ist, ein Zielausrüstungsfeld 406, das die Ausrüstung angibt, auf die sich die Arbeitsaufgabe bezieht, ein(e) Zielstartdatum/-uhrzeit 408, ein(e) Zielabschlussdatum/-uhrzeit 410, ein Prioritätsfeld 412 (z. B. „sofort“, „innerhalb von 12 Stunden“, „innerhalb von 24 Stunden“, „nach aktueller Charge“, „während des nächsten Abschaltens“, „hoch“, „mittel“, „niedrig“ usw.), ein Feld 414 für die erforderlichen Qualifikationen und/oder ein Feld für ein erforderliches Zeugnis (nicht abgebildet) und ein Feld 416 für den Zielausrüstungstyp. Selbstverständlich können in die Arbeitsaufgabe 400 weniger oder weitere Felder aufgenommen werden.
Wie in 3 gezeigt, kann das Überwachungsmodul 106 auch einen Satz 304 von Mitarbeiterprofilen 306 enthalten. Jedes der Mitarbeiterprofile 306 enthält Informationen zu einem bestimmten Bediener, Wartungstechniker oder anderem Mitarbeiter der Anlage. Die Informationen in einem Mitarbeiterprofil 306 können Qualifikationen, Zertifizierungen und/oder Zeugnisse, Rollen (z. B. Bediener, Wartung, Sicherheit), Arbeitszeit/Arbeitszeitpläne, Rundgang-Zeitpläne (z. B. regelmäßige und/oder planmäßige Rundgänge von Mitarbeitern in der Anlage, um Parameterdaten aufzuzeichnen oder Sichtprüfungen von Aspekten der verfahrenstechnischen Anlage vorzunehmen) und/oder andere Informationen umfassen, die für die Ausführung verschiedener Aufgaben in der verfahrenstechnischen Anlage relevant sind.
Workflow-Management
Ein Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 kann als Satz von Anweisungen auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden. Die Anweisungen können von einem Prozessor ausgeführt werden, um die Zeitplanung der Arbeitsaufgaben in der Arbeitsaufgabenliste 302 durchzuführen. Der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 kann Arbeitsaufgaben anhand von vielfältigen Faktoren planen. Beispielsweise kann die Zeitplanung nach folgenden Faktoren erfolgen: Der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 plant Arbeitsaufgaben anhand der Priorität der einzelnen Arbeitsaufgaben; anhand des Personals, das sich gemäß Zeitplan an einer Position („Zielposition“) in der Nähe einer Ausrüstung („Zielausrüstung“) befinden soll, auf die sich die Arbeitsaufgabe bezieht; anhand des Personals, das derzeit an der Zielposition in der Nähe der Zielausrüstung ist, anhand der aktuellen Verfügbarkeit von Personal (z. B. Personal, in dessen Schicht der gewünschte Zeitpunkt für Beginn/Abschluss der Arbeitsaufgabe liegt oder liegen wird, und/oder Personal, dem zum gewünschten Zeitpunkt für Beginn/Abschluss der Arbeitsaufgabe keine anderen Aufgaben zugewiesen ist); anhand der erforderlichen/gewünschten Qualifikationen, Rollen, Zertifizierungen und/oder Zeugnisse von Personal; anhand der Zeitpläne für Wartung und/oder Abschalten der Anlage usw. Der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 kann u. a. beispielsweise die Arbeitsaufgaben in der Arbeitsaufgabenliste 302 verfolgen und die Zielpositionen und/oder Zielausrüstung aufzeichnen, die den einzelnen Arbeitsaufgaben zugeordnet sind. Der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 kann Informationen von einer Mitarbeiterverfolgungsroutine 310 empfangen, die über die UI-Geräte 112, die von den Mitarbeitern mitgeführt werden, die Positionen der Mitarbeiter verfolgt. Wenn die Mitarbeiterverfolgungsroutine 310 meldet, dass sich ein mobiler Bediener in der Nähe einer Zielposition oder Zielausrüstung befindet (z. B. durch Bestimmen des Mitarbeiters, der an einem UI-Gerät 112, dessen Position bekannt ist, angemeldet oder der dem UI-Gerät 112 zugewiesen ist), kann der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 das Mitarbeiterprofil 306 des mobilen Bedieners konsultieren, um zu bestimmen, ob der mobile Mitarbeiter über die Qualifikationen und/oder Zeugnisse verfügt, die zum Ausführen der mit der Arbeitsaufgabe verknüpften Aufgabe („Zielfunktion“) erforderlich sind. Wenn der mobile Mitarbeiter über die entsprechenden Qualifikationen und/oder Zeugnisse verfügt, weist der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 die Arbeitsaufgabe dem mobilen Bediener zu. Wenn dieser die Arbeitsaufgabe annimmt, erstellt der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 ggf. erforderliche Berechtigungen, damit der Bediener die Zielfunktion an der Zielausrüstung ausführen kann. Selbstverständlich können einer einzelnen Arbeitsaufgabe eine oder mehrere Personen zugewiesen werden, da zum Ausführen bestimmter Aufgaben mehrere Personen erforderlich sind.
In Ausführungsformen werden die Berechtigungen als Tokens oder Einträge in einer Datenbank 312 erstellt, die sich in einem dem Überwachungsmodul 106 zugeordneten Speicher befindet. Jedes Berechtigungstoken definiert die Zielfunktion (z. B. das Austesten der Schaltung) in der Zielausrüstung, die ID(s) der Arbeitskraft/Arbeitskräfte, die der Arbeitsaufgabe zugewiesen ist/sind, und optional das Ablaufdatum und die Ablaufuhrzeit des Tokens. Berechtigungstokens können für alle Arbeitsaufgaben, einige Arbeitsaufgaben oder für Arbeitsaufgaben erforderlich sein, die bestimmter Ausrüstung oder bestimmten Ausrüstungstypen zugeordnet sind, mit bestimmten Zielfunktionen (d. h. Aufgaben innerhalb der Arbeitsaufgabe) u. ä. Das Berechtigungstoken erteilt dem mobilen Personal, das der Arbeitsaufgabe zugewiesen ist, bestimmte Zugriffsrechte und kann jederzeit durch das System widerrufen werden. In manchen Ausführungsformen kann die Berechtigung auch von externen Faktoren abhängen. Beispielsweise kann ein Berechtigungstoken angeben, dass eine mobile Arbeitskraft über die Berechtigung zum Ausführen einer Zielfunktion während eines bestimmten Zeitraums, während eines bestimmten Anlagenereignisses (z. B. während der Abschaltung eines Bereichs der Anlage) usw. verfügt.
Außerdem können das Überwachungsmodul 106 und insbesondere der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 Arbeitsaufgaben entsprechend externen Faktoren planen, besonders (jedoch nicht ausschließlich) wenn die Arbeitsaufgaben Änderungen des Produktionszeitplans oder eine erhebliche Ausfallzeit zur Folge haben. Beispielsweise kann das Überwachungsmodul 106 über den Backbone 105 und das Gateway 78 mit Systemen außerhalb der eigentlichen verfahrenstechnischen Anlage kommunizieren, um Daten zum Wetter, zu Lieferungen von Rohstoffen oder anderen Beständen, zu Lieferungen von Teilen, Werkzeugen oder Ausrüstung zu erhalten, die für die Ausführung der Arbeitsaufgabe, von Produktversandplänen u. ä. benötigt werden. So kann zum Beispiel der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 die planmäßige Ausführung einer Arbeitsaufgabe verzögern, wenn diese die Produktion behindert, und gemäß Zeitplan eine Lieferung von verderblichen Rohstoffen empfangen werden muss, bevor die Arbeitsaufgabe abgeschlossen werden kann. In einem weiteren Beispiel erfordert eine bestimmte Arbeitsaufgabe an einem Standort im Freien Trockenheit (d. h. kein Regen), damit die Zielfunktion (z. B. das Austesten der Schaltung) durchgeführt werden kann, und der Arbeitsaufgaben-Scheduler 308 plant eine Arbeitsaufgabe entsprechend der Wettervorhersage.
In einem Ablaufschema in 5 ist ein Verfahren 500 zum Zuweisen von Aufgaben an Mitarbeiter in einer verfahrenstechnischen Anlage dargestellt. das Verfahren 500 kann das Empfangen von Daten von einem Expertensystem (Block 505) und das Erstellen einer Arbeitsaufgabe umfassen, die eine den empfangenen Daten vom Expertensystem entsprechende Aufgabe definiert (Block 510). das Verfahren kann auch das Auswählen einer Person, welche die in der Arbeitsaufgabe angegebene Aufgabe ausführt (Block 515), das Senden der Arbeitsaufgabe an ein Gerät, das der ausgewählten Person zugeordnet ist (Block 520), und das Empfangen der Information, dass die ausgewählte Person die Arbeitsaufgabe angenommen hat (Block 525) umfassen. Das Empfangen von Daten vom Expertensystem kann das Empfangen von Daten, die ein vorhergesagtes Problem in der verfahrenstechnischen Anlage angeben, das Empfangen von Daten, die einen Trend für einen Prozessparameter angeben, das Empfangen einer Anforderung zum Bereitstellen eines Parameterwerts für das Expertensystem, das Empfangen einer Anweisung zum Ausführen einer bestimmten Aktion im Hinblick auf ein Prozesssteuerungsgerät u. ä. umfassen. Während das Empfangen von Daten das Empfangen einer Anforderung zum Bereitstellen eines Parameterwerts umfasst, kann das Erstellen der Arbeitsaufgabe das Erstellen einer Arbeitsaufgabe umfassen, in der als Aufgabe das Beobachten und Aufzeichnen eines Parameterwerts definiert ist, der nicht automatisch von einem Gerät übertragen wird, das den Parameter per Messfühler erfasst oder den Parameter auf sonstige Weise empfängt. Das Erstellen einer Arbeitsaufgabe umfasst in Ausführungsformen das Erstellen einer Arbeitsaufgabe, in der die definierte Aufgabe das Ausführen einer Wartungsaufgabe, einer Kalibrierungsaufgabe, einer Ersetzungsaufgabe, einer Inspektionsaufgabe oder einer Reparaturaufgabe ist. Das Erstellen einer Arbeitsaufgabe kann auch das Festlegen eines Ausrüstungsziels (z. B. eines Ausrüstungsgegenstands, für den die festgelegte Aufgabe ausgeführt wird) für die angegebene Aufgabe umfassen. Das Auswählen einer Person zum Ausführen der Aufgabe kann das Auswählen einer Person entsprechend den Positionsdaten umfassen, die von einem der ausgewählten Person zugeordneten Gerät (z. B. einem mobilen UI-Gerät, einem GPS-Gerät, einem Gerät mit PICC-Karte usw.) empfangen werden. Das Verfahren 500 kann auch das Erstellen und Speichern eines Berechtigungstokens umfassen, das mit der angegebenen Aufgabe, einem der angegebenen Aufgabe zugeordneten Prozesssteuerungsgerät oder mit beidem verknüpft ist. Das Berechtigungstoken ist erforderlich, damit die ausgewählte Person die angegebene Aufgabe für das Prozesssteuerungsgerät ausführen kann, das der angegebenen Aufgabe zugeordnet ist. Bei dem Berechtigungstoken kann es sich um einen Eintrag in einer Datenbank, eine einzelne Datei oder ein beliebiges Computerkonstrukt handeln, das zum Erstellen und/oder Erteilen der Berechtigung für eine Person zum Ausführen einer Aktion für einen Ausrüstungsgegenstand implementiert wird. Das Auswählen einer Person zum Ausführen der Aufgabe kann auch das Auswählen einer Person entsprechend der in der Arbeitsaufgabe angegebenen Aufgabe, entsprechend einem der angegebenen Aufgabe zugeordneten Prozesssteuerungsgerät oder beides und gemäß mehreren Mitarbeiterprofilen, auf die das Überwachungsmodul Zugriff hat, umfassen. In Ausführungsformen umfasst das Auswählen einer Person gemäß mehreren Mitarbeiterprofilen das Auswählen einer Person gemäß Qualifikationen, einer Rolle, einer Zertifizierung und/oder einem Zeugnis. Das Auswählen einer Person kann auch oder alternativ das Speichern der Arbeitsaufgabe in einer Datenbank umfassen, aus der Mitarbeiter eine auszuführende Arbeitsaufgabe auswählen, und/oder das Empfangen einer Anforderung von einem einer Person zugeordneten Gerät, die Arbeitsaufgabe auszuführen und ein der Person zugeordnetes Profil mit in der Arbeitsaufgabe gespeicherten Informationen zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Person die Anforderungen zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erfüllt.
Das Empfangen von Daten vom Expertensystem kann das Empfangen einer Anweisung umfassen, eine Aktion auszuführen, z. B. das Beobachten und Aufzeichnen eines Parameters, das Überprüfen eines Prozesssteuerungsgeräts, das Kalibrieren eines Prozesssteuerungsgeräts, das Erstellen einer Audioaufzeichnung, das Aufnehmen eines Bildes oder Videos, das Ausführen von Wartungsarbeiten an einem Prozesssteuerungsgerät, das Reparieren eines Prozesssteuerungsgeräts, das Austauschen eines Prozesssteuerungsgeräts und/oder das Einstellen eines Prozesssteuerungsparameters. Das Erstellen einer Arbeitsaufgabe kann das Angeben von Werkzeugen oder Ausrüstung, die zum Ausführen der festgelegten Aufgabe benötigt werden, einer Prioritätsstufe für die Arbeitsaufgabe, erforderlicher Qualifikationen zum Ausführen der festgelegten Aufgabe, einer erforderlichen Startzeit und/oder eines erforderlichen Startdatums und /oder einer erforderlichen Endzeit und/oder eines erforderlichen Enddatums umfassen. Das Verfahren 500 kann auch das Planen der Ausführung der Arbeitsaufgabe gemäß einer geplanten Route in der verfahrenstechnischen Anlage, die der ausgewählten Person zugeordnet ist, eine geplante Lieferung von Einsatzstoffen für einen von der verfahrenstechnischen Anlage ausgeführten Prozess, eine geplante Lieferung eines von der verfahrenstechnischen Anlage erzeugten Produkts, vorhergesagte Wetterbedingungen, eine geplante Versandzeit eines von der verfahrenstechnischen Anlage erzeugten Produkts, eine vorhergesagte oder geplante Abschlusszeit eines Prozesses der verfahrenstechnischen Anlage und/oder eine vorhergesagte oder geplante Ankunft von Werkzeugen, Ausrüstung oder Teilen, die zum Ausführen der festgelegten Aufgabe benötigt werden, umfassen.
Wie in 3 gezeigt, kann das Überwachungsmodul 106 auch Dokumentation, z. B. Handbücher zur Ausrüstung, Wartungshandbücher und Standardarbeitsanweisungen (Standard Operating Procedures, SOPs) 316 speichern (oder auf sonstige Weise Zugriff darauf haben). Die Dokumentation wird über die UI-Geräte 112 automatisch für die mobilen Bediener bereitgestellt, während diese Aufgaben in der verfahrenstechnischen Anlage oder bestimmten Arbeitsaufgaben zugeordnete Aufgaben ausführen. In Ausführungsformen werden zu geeigneten (d. h. sinnvollen) Zeiten während der Ausführung einer Zielfunktion, die einer Arbeitsaufgabe zugeordnet ist, den mobilen Bedienern Dokumente zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann für Personal, das eine einer Arbeitsaufgabe zugeordnete Funktion zum Austesten einer Schaltung ausführt, eine Standarbeitsanweisung zum Austesten der Schaltung angezeigt werden. In einem anderen Beispiel werden für Personal, das an einem Ventil Routinewartung (z. B. Schmierung, Reinigung usw.) ausführt, Standardarbeitsanweisungen für jede Prozedur und/oder ein Handbuch für das Zielventil angezeigt. In manchen Ausführungsformen werden in jedem Schritt der Ausführung der Zielfunktion die jeweils relevanten Abschnitte der Dokumentation für den Mitarbeiter bereitgestellt. Das bedeutet, dass für einen Wartungstechniker z. B. zunächst eine Standardarbeitsanweisung zum Blockieren und Außerbetriebnehmen eines Ventils angezeigt wird (über das mobile UI-Gerät 112). Anschließend werden für den Wartungstechniker die Seiten aus der Betriebsanleitung des Ventils angezeigt, auf denen das Reinigen und/oder Schmieren des Ventils beschrieben wird. Später wird für den Wartungstechniker eine Standardarbeitsanweisung für die erneute Inbetriebnahme des Ventils und das Aufheben der Blockierung angezeigt. Selbstverständlich sind dies lediglich Beispiele für einige von zahlreichen Anwendungen, da es zahllose Situationen gibt, in denen für Mitarbeiter während der Ausführung von Aufgaben Standardarbeitsanweisungen und Handbücher angezeigt werden können.
Wenn ein mobiler Bediener oder Techniker die mit einer Arbeitsaufgabe verknüpften Zielaufgaben ausführt, kann das Überwachungsmodul 106 und insbesondere ein Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 den Fortschritt der mit der Arbeitsaufgabe verknüpften Aufgaben verfolgen. In manchen Ausführungsformen führt das Überwachungsmodul 106 gemeinsam mit dem mobilen UI-Gerät 112 den mobilen Bediener durch die einzelnen Schritte des Prozesses oder der Prozesse, die bzw. der zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich ist/sind. Die Anleitung kann Blockierungsprozeduren, Abschaltprozeduren, die Demontage des Geräts, die Reparatur des Geräts, Wartungsschritte wie Kalibrierung, Schmierung u. ä., Austest- und Bestätigungsprozeduren, die Remontage des Geräts, Anlaufprozeduren, Prozeduren zum Aufheben der Blockierung und weitere Schritte des Prozesses umfassen. Das Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 kann mit dem mobilen UI-Gerät 112 kommunizieren und z. B. Informationen empfangen, wenn der mobile Bediener die einzelnen aufeinander folgenden Anweisungen, Schritte oder Anleitungen anfordert. Wenn das Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 die Information über die Anforderung der einzelnen aufeinander folgenden Anweisungen, Schritte oder Anleitungen empfängt, geht es davon aus, dass der vorhergehende Schritt abgeschlossen ist, und verfolgt dadurch den Ausführungsfortschritt der Arbeitsaufgabe. In Ausführungsformen kann das Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 mit der Zielausrüstung (d. h. die Ausrüstung, für die die Arbeitsaufgabe vorgesehen ist) oder mit der Ausrüstung, die sich in der Nähe der Zielausrüstung befindet oder mit dieser verbunden ist, kommunizieren, um zu überprüfen, ob einer oder mehrere Schritte abgeschlossen sind. In einer anderen Ausführungsform arbeiten zwei mobile Bediener zusammen. Wenn ein mobiler Bediener die einzelnen Schritte der Arbeitsaufgabe abschließt, die über das mobile UI-Gerät 112 dem Techniker präsentiert werden, markiert der zweite Techniker die einzelnen Schritte auf einem anderen UI-Gerät 112 als abgeschlossen und sendet an das Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 die Information über den Abschluss der einzelnen Schritte. Das heißt, dass für zwei Benutzer, die mithilfe von UI-Geräten 112 zusammenarbeiten, nicht die gleichen Anzeige von Informationen dargestellt werden muss und dass für sie generell nicht die gleichen Informationen angezeigt werden müssen. In einem weiteren Beispiel liest der erste Benutzer auf einem ersten UI-Gerät 112 die Standardarbeitsanweisungen zum Ausführen einer Arbeitsaufgabe, während ein anderer Benutzer auf einem zweiten UI-Gerät 112 Live-Daten zu einem Ausrüstungsgegenstand betrachtet, der der Arbeitsaufgabe zugeordnet ist. Nach Abschluss der Arbeitsaufgabe markiert das Überwachungsmodul 106 und in Ausführungsformen das Arbeitsaufgaben-Verfolgungsmodul 318 die Arbeitsaufgabe als abgeschlossen, entfernt sie aus der Liste aktiver Arbeitsaufgaben, entfernt oder beendet alle Berechtigungen, die der Arbeitsaufgabe zugeordnet sind, weist eine andere Arbeitsaufgabe zu, benachrichtigt Mitarbeiter, dass die Arbeitsaufgabe abgeschlossen ist, benachrichtigt Mitarbeiter, dass eine abhängige Arbeitsaufgabe (d. h. eine Arbeitsaufgabe, die erst gestartet werden kann, wenn die vorherige Arbeitsaufgabe abgeschlossen wurde) gestartet werden kann u. ä.
In 6 beschreibt ein Ablaufschema ein Verfahren 600 zum Regeln eines Workflows in einer verfahrenstechnischen Anlage. Verfahren 600 umfasst das Erstellen einer Arbeitsaufgabe, die eine in der verfahrenstechnischen Anlage auszuführende Aufgabe angibt (Block 605), anhand der angegebenen Aufgabe einen Satz von Prozeduren für die Ausführung der Arbeitsaufgabe bestimmt (Block 610), für jede der Prozeduren im Satz der Prozeduren eine entsprechende Anzeige generiert (Block 615) und den Satz der entsprechenden Anzeigen nacheinander in der Reihenfolge, in welcher der Satz von Prozeduren ausgeführt werden soll, auf einem mobilen UI-Gerät anzeigt (Block 620). Das Erstellen einer Arbeitsaufgabe kann das Empfangen von Daten von einem Expertensystem und/oder das Angeben einer Aufgabe entsprechend den vom Expertensystem empfangenen Daten umfassen. Das Empfangen von Daten vom Expertensystem kann das Empfangen einer Anweisung zum Ausführen einer bestimmten Aktion für ein Prozesssteuerungsgerät umfassen. Alternativ kann das Erstellen einer Arbeitsaufgabe das Angeben einer Wartungsaufgabe, einer Kalibrierungsaufgabe, einer Ersetzungsaufgabe, einer Inspektionsaufgabe und/oder einer Reparaturaufgabe umfassen. Das Erstellen einer Arbeitsaufgabe kann auch das Angeben einer Aufgabe umfassen, die eine Sicherheitsblockierungsprozedur, eine Abschaltprozedur und/oder eine Anlaufprozedur usw. erfordert. Das Generieren einer entsprechenden Anzeige kann das Generieren einer Anzeige, die einen Satz von Schritten zum Ausführen der Prozedur darstellt, das Generieren einer Anzeige, die ein oder mehrere Figuren der Ausführung der Prozedur enthält, das Generieren einer Anzeige, die eine Figur eines Zielausrüstungsgegenstands im Kontext seiner Umgebung enthält, um einer Person das Auffinden des Ausrüstungsgegenstands zu erleichtern, das Generieren einer Anzeige, die ein Parametereingabefeld zum Aufzeichnen eines einem Zielausrüstungsgegenstand zugeordneten Parameters enthält, und/oder das Generieren einer Anzeige, die einen Satz von Standardarbeitsanweisungen enthält, umfassen. Das Verfahren kann auch die Figur der Position eines Zielausrüstungsgegenstands im Kontext der verfahrenstechnischen Anlage auf einer Anzeige des mobilen UI-Geräts umfassen. Dabei kann ein UI-Steuerelement bereitgestellt werden, mit dem der Zielausrüstungsgegenstand vergrößert dargestellt wird, und/oder es wird ein Satz von UI-Steuerelementen bereitgestellt, mit denen der Benutzer des mobilen UI-Geräts in dem Satz der entsprechenden Anzeigen navigieren kann. In manchen Ausführungsformen wird ein Prozedurkontextbereich angezeigt, der angibt, welche Prozedur des Satzes von Prozeduren für die angegebene Aufgabe derzeit ausgeführt wird. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen von Zugriff auf Dokumentation zu einem Zielausrüstungsgegenstand für die angegebene Aufgabe umfassen. Außerdem kann das Verfahren das Festlegen eines Satzes von Werkzeugen und Ausrüstung, die zum Ausführen des Satzes von Prozeduren erforderlich sind, das Generieren der Anzeige einer Prüfliste, in der die Liste des festgelegten Satzes von Werkzeugen und Ausrüstung enthalten ist, und das Anzeige der Prüfliste umfassen. Das Generieren der Arbeitsaufgabe kann das Angeben einer manuellen Datenerfassungsaufgabe umfassen. Das Festlegen eines Satzes von Prozeduren kann das Bestimmen einer Route zum manuellen Erfassen der Daten umfassen.
Das Überwachungsmodul 106 kann auch Daten speichern, die mit der Ausführung der Arbeitsaufgabe zusammenhängen. Insbesondere kann das Überwachungsmodul 106 Daten, die von einem oder mehreren der Ausführung der Arbeitsaufgabe zugeordneten mobilen UI-Geräten 112 erfasst werden, Daten zu den Auswirkungen der Ausführung der Arbeitsaufgabe auf den Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage (z. B. Leistungsschwankungen der verfahrenstechnischen Anlage, die durch die Ausführung der Arbeitsaufgabe verursacht werden oder mit ihrer Ausführung zusammenhängen) u. ä. speichern. In Ausführungsformen zeichnen die mobilen UI-Geräte 112 im Rahmen einer Diagnose-, Reparatur- oder Wartungsprozedur Video-, Audio- oder Schwingungsdaten auf, und die mobilen UI-Geräte übertragen die aufgezeichneten Daten zurück zum Überwachungsmodul 106, das die Daten als der betreffenden Arbeitsaufgabe zugeordnete Daten speichert und alternativ oder außerdem die Daten im Big-Data-System 102 speichert.
Prüflisten
Wie in 3 gezeigt, kann das Überwachungsmodul 106 weitere Aufgaben für das Überwachen von mobilem Personal ausführen. Zum Beispiel kann das Überwachungsmodul 106 eine Prüflistengenerierungs-Routine 314 enthalten. Die Prüflistengenerierungs-Routine 314 generiert Prüflisten für mobiles Personal entsprechend einer dem mobilen Personal zugewiesenen Arbeitsaufgabe. Zu den von der Routine 314 generierten Prüflisten zählen beispielsweise Sicherheitsausrüstung (z. B. Atemschutzgeräte, Gurtzeug, Karabinerhaken, Strahlungsnachweisgeräte/Dosimeter usw.), die für einen Bereich oder eine Prozedur benötigt wird, Werkzeuge, die zum Ausführen einer Prozedur erforderlich sind, Teile, die zum Ausführen der Prozedur erforderlich sind (z. B. Ersatzteile oder Wartungsteile wie Dichtungen, Schmiermittel usw.) u. ä. Die Prüflistengenerierungs-Routine 314 generiert die Prüfliste und speichert sie in einigen Ausführungsformen als der Arbeitsaufgabe zugeordnete Prüfliste. Alternativ kann die Prüflistengenerierungs-Routine 314 die Prüfliste in Echtzeit generieren und anzeigen. Auf jeden Fall ist angedacht, die Prüfliste kurz vor Ausführung der Arbeitsaufgabe für das mobile Personal anzuzeigen. Beispielsweise kann die Prüfliste automatisch für einen mobilen Bediener angezeigt werden, wenn dieser angibt, dass er sich auf die Ausführung der Arbeitsaufgabe vorbereitet. In anderen Ausführungsformen wird die Prüfliste manuell vom mobilen Bediener angefordert, wenn er sich auf die Ausführung der Arbeitsaufgabe vorbereitet. In manchen Ausführungsformen bestimmt das Überwachungsmodul 106, dass sich der Bediener auf die Ausführung der Arbeitsaufgabe vorbereitet, und zeigt die Prüfliste automatisch für den mobilen Bediener an. Beispielsweise empfängt das Überwachungsmodul 106 die Information, dass der mobile Bediener zu dem Zeitpunkt, für den die Ausführung der Arbeitsaufgabe geplant ist, den Status eines Workstation-UI-Geräts 112 an ein mobiles UI-Gerät 112 übertragen hat. Wenn das Überwachungsmodul 106 die Statusübertragung erkannt hat, zeigt es die Prüfliste an, wobei der mobile Bediener aufgefordert wird zu bestätigen, dass er über die entsprechende(n) Ausrüstung und Ressourcen zum Ausführen der Arbeitsaufgabe verfügt. Alternativ kann das mobile UI-Gerät 112 die Prüfliste automatisch abrufen (z. B. vom Überwachungsmodul 106), wenn der mobile Bediener eine Arbeitsaufgabe öffnet, vorzugsweise vor dem Betreten der verfahrenstechnischen Anlage. In einer anderen Ausführungsform erkennt das mobile UI-Gerät 112, dass es in einen Material- oder Vorbereitungsraum gelangt ist, und zeigt automatisch für den mobilen Bediener die Prüfliste an, damit dieser die erforderlichen Werkzeuge, Ausrüstung und Materialien zusammenstellen kann.
In 7 beschreibt ein Ablaufschema ein Verfahren 700 zum Ausführen einer Aufgabe in einer verfahrenstechnischen Anlage. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Arbeitsaufgabe, die aus mehreren Arbeitsaufgaben in einer Datenbank ausgewählt wurde (Block 705), und das Festlegen von einem oder mehreren Elementen der ausgewählten Arbeitsaufgabe, die zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich sind (Block 710). Aus dem Element oder den Elementen wird eine Prüfliste generiert, die für eine Person, welche die Arbeitsaufgabe ausführt, angezeigt werden soll (Block 715), und die Prüfliste wird für die Person, welche die Arbeitsaufgabe ausführt, angezeigt (Block 720). In einer Ausführungsform umfasst das Festlegen von einer oder mehreren Arbeitsaufgaben aus der ausgewählten Arbeitsaufgabe das Lesen eines oder mehrerer Felder der Arbeitsaufgabe. Dies umfasst das Lesen eines Feldes für erforderliche Ausrüstung, das Lesen eines Feldes für erforderliche Sicherheitsausrüstung, das Lesen eines Feldes für erforderliche Werkzeuge und/oder das Lesen eines Feldes, in dem eine Position eines Zielausrüstungsgegenstands in der verfahrenstechnischen Anlage angegeben wird. Das Lesen eines oder mehrerer Felder kann das Lesen eines Feldes umfassen, in dem eine auszuführende Zielaufgabe angegeben wird. Das Lesen eines Feldes kann das Lesen eines Feldes umfassen, das eine auszuführende Zielaufgabe und eine Zielausrüstung oder einen Zielausrüstungstyp angibt. Das Festlegen eines oder mehrere Elemente, die zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich sind, kann das Festlegen der auszuführenden Aufgabe, der Ausrüstung, für die die Aufgabe ausgeführt werden soll, oder beides umfassen. Das Generieren einer Prüfliste mit einem oder mehreren Elementen, die für eine Person, welche die Arbeitsaufgabe ausführt, angezeigt werden sollen, kann das Generieren einer Prüfliste umfassen, die z. B. eine Sicherheitsausrüstung, ein Werkzeug, ein Prozesssteuerungsgerät, ein Teil für ein Prozesssteuerungsgerät oder ein Wartungsmaterial oder eine beliebige Kombination dieser Elemente enthält. Das Generieren der Prüfliste kann das Abrufen von Informationen aus einem oder mehreren Ausrüstungshandbüchern für ein Prozesssteuerungsgerät, das der Arbeitsaufgabe zugeordnet ist, aus einem Ausrüstungshandbuch für ein Werkzeug, das zum Ausführen der Arbeitsaufgabe erforderlich ist, aus einem Sicherheitsdokument, aus einer Standardarbeitsanweisung und/oder aus einem Dokument für eine Position eines Prozesssteuerungsgeräts, das der Arbeitsaufgabe zugeordnet ist, umfassen. In Ausführungsformen umfasst das Generieren der Prüfliste das Bestimmen einer oder mehrerer Positionen, die der Arbeitsaufgabe zugeordnet sind oder die das beauftragte Personal passieren muss, um die der Arbeitsaufgabe zugeordnete Position zu erreichen, und das Abrufen von spezieller Sicherheitsausrüstung und/oder speziellen Werkzeugen, die für den Zugang zu der/den Position(en) oder das Passieren der Position(en) erforderlich sind. Das Anzeigen einer Prüfliste für die Person, welche die Arbeitsaufgabe ausführt, kann das Empfangen der Information, dass ein Benutzer, der mit dem Ausführen der Arbeitsaufgabe beauftragt wurde, ein mobiles UI-Gerät aktiviert hat, und das Anzeigen der Prüfliste auf dem aktivierten mobilen UI-Gerät für den Benutzer umfassen. Das Empfangen einer ausgewählten Arbeitsaufgabe kann das Empfangen des Abschnitts auf einem ersten UI-Gerät umfassen, und das Anzeigen der Prüfliste für die Person, welche die Arbeitsaufgabe ausführt, kann das Empfangen der Information, dass ein Status des ersten UI-Geräts zu einem zweiten UI-Gerät übertragen wurde, sowie das Anzeigen der Prüfliste auf dem zweiten UI-Gerät umfassen. Verfahren 700 kann außerdem für jedes Element in der Prüfliste das Empfangen der Information umfassen, dass eine Person, welche die Prüfliste anzeigt, über das Element verfügt.
UI-Geräte
8 ist ein Blockschaltbild eines UI-Geräts 803 im Kontext einer mobilen Schaltzentrale 800. Die mobile Schaltzentrale 800 ermöglicht dem UI-Gerät 803 das Übertragen eines Betriebsstatus auf ein System oder Gerät und/oder das Empfangen eines UI-Status von einem anderen System oder Gerät. Die mobile Schaltzentrale 800 kann außerdem ein UI-Gerät 803a, den Server 150 und ein UI-Gerät 803b enthalten. Jedes der UI-Geräte 803, 803a und 803b kann von einem unterschiedlichen UI-Gerätetyp sein, wie weiter unten im Text zu 9B beschrieben. Der Server 150 kann einen Webservice oder eine Webroutine 152 enthalten, die in einem Speicher auf dem Server 150 gespeichert und von einem Prozessor auf dem Server 150 ausgeführt wird. Jedes der UI-Geräte 803a und 803b (sowie ggf. weitere UI-Geräte 803) enthält einen Prozessor 810, einen Speicher 815, ein Display 820, eine Netzwerkschnittstelle 825, eine Eingabeschnittstelle 830, einen Systembus 835 und einen oder mehrere Transceiver 850. Die UI-Geräte 803a und 803b können außerdem ein oder mehrere Ortungssysteme enthalten, z. B. einen GPS-Empfänger 832 (Global Positioning System, GPS) (oder einen Empfänger für ein beliebiges anderes Satellitennavigationssystem), einen Trägheitsortungssystem-Chip 834, eigenständige Ortungskomponenten wie einen Kompass 836, Kreiselinstrumente 838, Schwingungssensoren 840 usw. Der Speicher 815 kann ein Betriebssystem 880, eine UI-Routine 882 (User Interface, Benutzeroberfläche), eine Kontextsensitivitätsroutine 884, eine Statusbestimmungsroutine 886, eine Browserroutine 888, eine Bilderfassungsroutine 890, eine Tonerfassungsroutine 892, einen lokalen Speicher von Prozesssteuerungsdaten 894, UI-Statusinformationen 896 und weitere Daten enthalten. In manchen Ausführungsformen befinden sich eine oder mehrere Instanzen des Betriebssystems 880, der UI-Routine 882, der Kontextsensitivitätsroutine 884 und/oder der Statusbestimmungsroutine 886 in einem Speicher außerhalb des UI-Geräts 803 und sie können von einem Prozessor außerhalb des UI-Geräts 803 (z. B. auf einem Gerät oder System wie der Server 150) ausgeführt werden. Es ist zu beachten, dass die hier beschriebene mobile Schaltzentrale 800 lediglich ein Beispiel ist. Andere Konfigurationen sind angedacht. Beispielsweise muss die mobile Schaltzentrale 800 weder mehrere UI-Geräte noch eine bestimmte Anzahl von UI-Geräten enthalten.
In bestimmten Ausführungsformen des Speichers 815 des UI-Geräts 803 kann der Speicher 815 dynamischen und/oder permanenten Speicher umfassen und es kann sich um Wechselspeicher oder fest installierten Speicher handeln. Beispielsweise kann der Speicher 815 Computerspeichermedium in Form von RAM (Random Accesss Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM, FLASH-Speicher oder anderer Speichertechnologie, CD-ROM, DVD (Digital Versatile Disk) oder anderem optischem Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetband, Magnetplattenspeicher oder anderen Magnetspeichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern der gewünschten Informationen verwendet werden kann, umfassen. Der Prozessor 810 ist zum Abrufen und Ausführen von Anweisungen konfiguriert, die sich im Speicher 815 befinden. Im Speicher 815 können z. B. Betriebssystemdaten oder Programmdaten gespeichert werden.
Die Netzwerkschnittstelle 825 kann eine oder mehrere Antennen für die drahtlose Kommunikation, einen oder mehrere Anschlüsse für drahtgebundene Verbindungen oder beides enthalten oder mit diesen verbunden sein. In manchen Ausführungsformen kann die Netzwerkschnittstelle mit dem GPS-Empfänger 832 verbunden sein, sodass die Netzwerkschnittstelle 825 Positions- oder Koordinatendaten empfängt. Die Netzwerkschnittstelle 825 kann auch oder stattdessen einen Bluetooth-Transceiver enthalten, sodass die Netzwerkschnittstelle 825 ein PAN (Personal Area Network) mit einem externen Gerät oder System einrichten kann. Die Netzwerkschnittstelle kann außerdem oder alternativ einen NFC-Transceiver (Near Feld Communication, Nahfeldkommunikation), einen RFID-Transceiver (Radio Frequency Identification, Funkerkennung) und/oder einen LAN-Transceiver (Local Area Network, lokales Netzwerk) (mit dem die Netzwerkschnittstelle 825 beispielsweise unter Verwendung des Protokolls IEEE 802.11 kommunizieren kann) enthalten.
Die Netzwerkschnittstelle 825 kann über ein Netzwerk wie z. B. dem in 1A gezeigten Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 mit dem Server 150 und/oder einem der UI-Geräte 803 kommunizieren. Benutzer können über die Eingabeschnittstelle 830 mit dem UI-Gerät 803 kommunizieren. Die Eingabeschnittstelle 830 kann Eingaben per mechanischem Vorgang (z. B. Tastatur oder Maus) annehmen. Alternativ oder außerdem kann die Eingabeschnittstelle 830 Eingaben durch die Erkennung elektromagnetischer Felder, durch Signale oder Eigenschaften (z. B. resistiver oder kapazitiver Touchscreen) annehmen. Außerdem kann die Eingabeschnittstelle 830 Eingaben über die Erkennung von Tönen, Licht oder Bewegung (z. B. Spracheingaben über ein Mikrofon 842, einen Bildsensor oder eine Kamera 844 usw.) annehmen. Außerdem kann die Eingabeschnittstelle 830 Eingaben von einem Bluetooth-Gerät annehmen, das mit der Netzwerkschnittstelle 825 verbunden ist. Das Display 820 kann Ausgaben in Form von Bildern oder Video liefern und jeden Typ von Monitor-, Projektor- oder Displaytechnologie, einschließlich CRT-, LCD-, Plasma-, LED- und OLED-Technologie, benutzen.
In manchen Ausführungsformen können sich eine oder mehrere Eingabequellen, z. B. das Mikrofon 842, der Bildsensor oder die Kamera 844 oder andere Sensoren (z. B. Sauerstoffsensoren, Giftgassensoren, Bewegungssensoren, Schwingungssensoren, RFID-Sensoren) außerhalb des UI-Geräts 803 befinden und über drahtgebundene Kommunikationskanäle (z. B. einen Kopfhörer- oder USB-Anschluss) oder Drahtlos-Kommunikationskanäle (z. B. Drathlos-USB, Bluetooth, Wi-Fi oder proprietäre Protokolle) mit dem UI-Gerät 803 verbunden sein. Beispielsweise kann ein Benutzer, der das UI-Gerät 803 mit sich führt, außerdem eine oder mehrere der Eingabequellen an einem Zubehörgürtel, in einer Tasche, in der das UI-Gerät 803 transportiert wird, usw. mit sich führen.
Bei jeder der Routinen 880–896 kann es sich um ein(e) oder mehrere Anweisungen, Routinen, Module, Prozesse, Services, Programme und/oder Anwendungen handelt, und sie können auf einem computerlesbaren Medium, z. B. dem Speicher 815, gespeichert sein. Das Betriebssystem 880 kann die Grundfunktionen unterstützen und die Ressourcen des UI-Geräts 803 verwalten. Insbesondere kann das Betriebssystem 880 die Hardware und Software des UI-Geräts 803 verwalten. Wenn die Routine 882 vom Prozessor ausgeführt wird, kann sie bewirken, dass auf dem Display 820 Informationen für einen Benutzer angezeigt werden und dass die Eingabeschnittstelle 830 Eingaben von dem Benutzer oder anderen externen Impulsen empfängt. Die Kontextsensitivitätsroutine 884 kann bewirken, dass auf dem Display 820 Informationen als Reaktion auf Kontextinformationen angezeigt werden, die an der Netzwerkschnittstelle 825, der Eingabeschnittstelle 830 oder an einem oder mehreren Sensoren empfangen werden. Außerdem oder alternativ kann die Kontextsensitivitätsroutine 884 bewirken, dass das UI-Gerät 803 einen Kontext (z. B. eine Position, einen Zeitpunkt oder einen Zeitplan) identifiziert und/oder den Kontext vom System oder Gerät außerhalb des UI-Geräts 803 empfängt.
Die Statusbestimmungsroutine 886 kann Informationen zum Betrieb des UI-Geräts 803 erfassen. Beispielsweise kann die Statusbestimmungsroutine 886 UI-Statusinformationen 896 erfassen, indem sie die vom Prozessor 810 ausgeführten Prozesse und die den Prozessen zugeordneten Daten überwacht. Die Statusbestimmungsroutine 886 kann die auf dem Display 820 angezeigten Informationen sowie Prozesseinheiten, die zu den angezeigten Informationen gehören, identifizieren. In manchen Ausführungsformen kann die Statusbestimmungsroutine 886 die erfassten UI-Statusinformationen an einen externen Knoten, z. B. den Server 150 oder das UI-Gerät 803b, übertragen. In Ausführungsformen, in denen das UI-Gerät 803 einen Thin Client oder Web Client implementiert, kann die Statusbestimmungsroutine 886 in einem Speicher auf dem Server 150 abgelegt werden, wo sie von einem Prozessor auf dem Server 150 ausgeführt wird.
Bei der Browserroutine 888 kann es sich um eine Anwendung zum Aufrufen und Darstellen von und Navigieren in einer oder mehreren Informationsressourcen handeln. Bei einer Informationsressource kann es sich um eine Webseite, ein Bild ein Video, ein Dokument oder beliebigen anderen Inhalt handeln. Die Browserroutine 888 kann mit Informationsressourcen auf dem UI-Gerät 803 oder mit Informationsressourcen außerhalb des UI-Geräts 803 interagieren. Beispielsweise kann das UI-Gerät 803 über das World Wide Web oder ein Netzwerk wie das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 auf Informationsressourcen auf anderen Systemen oder Geräten (z. B. dem Server 150 oder dem UI-Gerät 803b) zugreifen. In manchen Ausführungsformen kann die Browserroutine 888 auf Informationen im Hinblick auf eine auf dem Server 150 ausgeführte UI-Routine und/oder auf von dieser Routine generierte Informationen zugreifen. Insbesondere kann die Browserroutine 888 auf den Webservice 152 auf dem Server 150 zugreifen, wobei der Webservice 152 der auf dem Server 150 ausgeführten UI-Routine entsprechen kann. Beispielsweise kann die Browserroutine 888 eine Adresse oder eine ID, z. B. einen URI (Uniform Resource Identifier) oder eine URL (Uniform Resource Locator), empfangen (z. B. von einem Benutzer über die Eingabeschnittstelle 830). Die Adresse oder ID kann die Browserroutine 888 zum Webservice 152 leiten. Die Browserroutine 888 kann über den Webservice 152 UI-Daten, z. B. Anzeigedaten oder Prozessparameterdaten, von der UI-Routine 882 empfangen, sodass die Browserroutine 888 Grafiken zum Steuern und/oder Überwachen des gesamten Prozesses oder eines Teils des Prozesses darstellen kann. Die Browserroutine 888 kann außerdem Benutzereingaben (z. B. einen Mausklick auf eine Grafik) empfangen und über den Webservice 152 Daten, welche die Benutzereingabe darstellen, an die UI-Routine 882 übertragen. In alternativen Ausführungsformen kann die Browserroutine 888 ein Plug-In oder eine Webclientanwendung sein.
Die verschiedenen Routinen 880–896 sind als im Speicher 815 enthaltene Routinen beschrieben. Das UI-Gerät 803 kann jedoch ggf. über die Netzwerkschnittstelle 825 zusätzliche Routinen (z. B. Anwendungen, Applets, Updates, Patches usw.) anfordern, abrufen, empfangen und/oder herunterladen. In einem von vielen vorstellbaren Beispielen fordert das UI-Gerät 112 Informationen zum Ermöglichen der direkten (oder indirekten) Kommunikation zwischen dem UI-Gerät 112 und einem Prozesssteuerungsgerät in der verfahrenstechnischen Anlage an und empfängt solche Informationen. Auf jeden Fall ist zu beachten, dass das UI-Gerät 112 nicht auf Anwendungen, Routinen und Module beschränkt ist, die sich im Speicher 815 befinden und im vorliegenden Dokument beschrieben werden.
Die Bildererfassungsroutine 890 kann über den Bildsensor oder die Kamera 844 ein Bild erfassen. In manchen Ausführungsformen wird das Bild über die Netzwerkschnittstelle 825 an einen Knoten im Netzwerk 100 gesendet, der das Bild analysiert, um Prozessdaten zu identifizieren. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Bilderfassungsroutine 890 bewirken, dass der Bildsensor 844 ein Bild einer Flamme aufnimmt. Die Bilderfassungsroutine 890 übertragt das Bild der Flamme über das Netzwerk 100 auf einen Knoten (z. B. den Server 150, das Expertensystem 104 usw.), und der Knoten analysiert das Bild, um die Farbe und die entsprechende Temperatur der Flamme zu ermitteln. Entsprechend kann es sich bei der Tonaufzeichnungsroutine 892 um eine oder mehrere Anweisungen oder Routinen für die Tonaufzeichnung über das Mikrofon 842 handeln. Die aufgezeichneten Tondaten können für die Analyse auf einen Knoten im Netzwerk 100 übertragen werden.
Das Mikrofon 842 kann Audiodaten für ein Anlagenteil aufzeichnen. Die Audioaufzeichnung kann zum Identifizieren des Anlagenteils oder für die Diagnose des Anlagenteils verwendet werden. Beispiel: Eine Pumpe weist ein erwartetes Klangbild auf. In einem solchen Beispiel zeichnet das UI-Gerät 803 die während des Betriebs eines Anlagenteils erzeugten Töne auf und überträgt die Audioaufzeichnung über das Netzwerk 100 auf einen Knoten (z. B. den Server 150, das Expertensystem 104 usw.), um den Typ des Teils, z. B. eine Pumpe, zu ermitteln. Unter manchen Bedingungen kann der Knoten sogar dem UI-Gerät 803 mitteilen, um welche Pumpe es sich handelt. Das UI-Gerät 803 kann auch einen Bewegungssensor (z. B. die Schwingungssensoren 840) zum Erkennen von Schwingungen enthalten. Beispielsweise kann ein Anlagenteil während des Betriebs einen erwarteten Schwingungspegel aufweisen. Ein Benutzer kann das UI-Gerät 803 auf dem Anlagenteil oder in dessen Nähe platzieren. Das UI-Gerät 803 kann anhand der vom Bewegungssensor erkannten Daten den aktuellen Schwingungspegel des Anlagenteils identifizieren. Wenn die Schwingungen den erwarteten Pegel überschreiten, kann der Benutzer mithilfe des UI-Geräts 803 das Anlagenteil gründlicher prüfen oder eine Arbeitsaufgabe für das Anlagenteil anfordern. In manchen Fällen wird automatisch eine Diagnoseroutine gestartet, wenn das UI-Gerät 803 auf dem Anlagenteil oder in dessen Nähe platziert wird, um den Schwingungspegel des Anlagenteils zu bestimmen.
In manchen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 803 eine Peripherieschnittstelle (nicht abgebildet) zum Herstellen der Verbindung mit anderen Geräten enthalten. Bei der Peripherieschnittstelle kann es sich um eine serielle Schnittstelle, z. B. eine USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus), handeln. In anderen Ausführungsformen kann die Peripherieschnittstelle so wie in einigen Ausführungsformen der Netzwerkschnittstelle eine Drahtlosschnittstelle zum Herstellen einer drahtlosen Verbindung mit einem anderen Gerät sein. Beispielsweise kann in manchen Ausführungsformen die Peripherieschnittstelle eine Drahtlosschnittstelle für kurze Übertragungsstrecken sein, die z. B. mit dem Standard für Bluetooth (im Frequenzband 2400–2480 MHz) oder Nahfeldkommunikation (mit der Frequenz 13,56 MHz) konform ist. Die Peripherieschnittstelle kann zum Übertragen von Statusinformationen an ein externes Gerät oder zum Empfangen von Statusinformationen von einem externen Gerät verwendet werden, wie weiter unten beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen kann die Peripherieschnittstelle auch für die Interaktion mit externen Geräten verwendet werden, die für das UI-Gerät 803 Kontextsensitivität bereitstellen. Beispielsweise kann über die Peripherieschnittstelle ein Kontext-ID-Gerät erkannt werden, wie ebenfalls weiter unten beschrieben. In manchen Ausführungsformen kann ein Benutzer Status- oder Prozessinformationen, die auf dem UI-Gerät 803 verfügbar sind, über die Peripherieschnittstelle auf einem externen Gerät speichern.
Während des allgemeinen Betriebs des UI-Geräts 803 kann der Prozessor 810 auf den Speicher 815 zugreifen, um die UI-Routine 882 auszuführen. Wenn der Prozessor 810 die UI-Routine 882 ausführt, bewirkt der Prozessor 810 die Bereitstellung von Ausgaben auf dem Display 820, wobei die Ausgabe Informationen über Einheiten (z. B. Geräte, Ausrüstung, Netzwerkknoten, Prozessdaten, Steuerungsdaten usw.) in der verfahrenstechnischen Anlage 10 darstellt. Die Ausgabe kann auf Daten im Speicher 815 (z. B. Grafikdaten, Historiandaten oder beliebige zuvor empfangene und gespeicherte Daten) oder auf Daten basieren, die über die Netzwerkschnittstelle 825 empfangen wurden (z. B. empfangene Daten von der Steuereinheit 11 oder der Datenbank 151). Wenn außerdem Eingaben an der Eingabeschnittstelle 830 empfangen werden, kann die Eingabeschnittstelle 830 die Eingabedaten generieren. Die Eingaben können über den Systembus 835 an den Prozessor 810 übertragen werden, und der Prozessor 810 führt entsprechend der empfangenen Eingabe eine oder mehrere Anweisungen oder Routinen aus. Häufig können die Eingabedaten eine Benutzerinteraktion mit der grafischen Ausgabe darstellen, die auf dem Display 820 bereitgestellt wird. Beispielsweise können die Eingabedaten die Bewegung einer Maus darstellen. Dabei bewegt der Prozessor 810 einen auf dem Display 820 angezeigten Cursor entsprechend der Mausbewegung. Die Eingabedaten können auch ein ausgewähltes UI-Element darstellen, das auf dem Display 820 angezeigt wird, beispielsweise ein Fenster (z. B. ein Browserfenster), eine Gerätegrafik (z. B. ein Behälter, eine Pumpe, ein Ventil, ein Messgerät usw.) oder ein Betriebssystemelement. Außerdem können die Eingabedaten die Steuerungseingabe darstellen. Beispielsweise kann der Benutzer mithilfe einer Tastatur, einer Maus oder eines Touchscreens einen Sollwert für ein Prozessgerät eingeben. Wenn die Eingabedaten eine Steuerungseingabe darstellen, kann der Prozessor 810 die Eingabedaten über den Systembus 835 an die Netzwerkschnittstelle 825 übertragen. Die Netzwerkschnittstelle 825 überträgt dann die Eingabedaten an das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, wo sie auf einem anderen Knoten (z. B. auf der Steuereinheit 11 oder dem Server 150, die in 1A dargestellt sind) empfangen werden können. Der Prozessor 810 kann außerdem bewirken, dass beliebige andere Typen von Eingabedaten an das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 übertragen werden.
Statussensitivität, Übertragung und Zusammenarbeit
Wenn Durchführung, Konfiguration und Wartung der Prozesssteuerung durch mobile Geräte erleichtert werden, müssen sich Mitarbeiter möglicherweise von Gerät zu Gerät bewegen, und die Mitarbeiter wünschen sich möglicherweise die Fähigkeit, zwischen Geräten zu wechseln, ohne auf einem zweiten Gerät die Anzeigen, die sie betrachtet haben, und/oder die Prozesse, an denen sie auf dem ersten Gerät beteiligt waren, erneut erstellen zu müssen (und/oder erneut zu den Anzeigen/Prozessen navigieren zu müssen). Wie in den obigen Beispielen veranschaulicht, möchte eine Bedienerin möglicherweise auf dem Weg zur Arbeit remote über ein Mobiltelefon den Status der verfahrenstechnischen Anlage überprüfen, damit sie bei der Ankunft im Werk entsprechend vorbereitet ist. Wenn sie im Werk eintrifft, begibt sie sich in ihr Büro und arbeitet dort zunächst an einer Workstation. Anschließend begibt sie sich mit einem Tablet in die Anlagenhalle, um Bereiche der Anlage zu überprüfen oder verschiedene Aufgaben auszuführen. Im Allgemeinen möchten Mitarbeiter, die an Betrieb und Wartung der verfahrenstechnischen Anlage beteiligt sind, dass die von ihnen verwendeten Geräte einen bestimmten Grad an Statussensitivität aufweisen und Statusinformationen zwischen Geräten übertragen können, um Mobilität und/oder Zusammenarbeit zu erleichtern.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden Statusinformationen nahtlos von einem ersten UI-Gerät auf ein zweites UI-Gerät übertragen, damit ein Benutzer ohne Unterbrechung des Workflows eine Sitzung vom ersten UI-Gerät auf dem zweiten UI-Gerät fortsetzen oder die Sitzung vom ersten UI-Gerät auf das zweite UI-Gerät übertragen kann. Die Statusübertragung kann außerdem einem ersten Benutzer eines ersten UI-Geräts die Zusammenarbeit mit einem zweiten Benutzer eines zweiten UI-Geräts ermöglichen, sodass die beiden Benutzer gemeinsam an Aufgaben oder Arbeitsaufgaben arbeiten können. In einer anderen Ausführungsform kann ein UI-Gerät Ausgaben entsprechend dem Kontext seiner Ausführung bereitstellen. Beispielsweise kann das UI-Gerät die Position des UI-Geräts und der Ausrüstung, den Typ des UI-Geräts oder andere Aspekte berücksichtigen, wenn es bestimmt, welche Informationen bereitgestellt werden sollen oder wie Informationen auf dem Display des UI-Geräts bereitgestellt werden sollen. Das UI-Gerät und die mobile Schaltzentrale, die hier offenbart werden, bieten den Vorteil, Bediener und die Benutzer von UI-Geräten von physischen Schaltzentralen unabhängig zu machen. Ein Benutzer eines solchen UI-Geräts kann sich in der gesamten Anlage frei bewegen, ohne dass der Workflow unterbrochen wird oder Funktionen und Fähigkeiten im Hinblick auf die Überwachung und Steuerung des Prozesses eingeschränkt werden.
9 illustriert einen Aspekt einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale 900A. Die mobile Schaltzentrale 900a umfasst ein UI-Gerät 912a, ein UI-Gerät 912b und ein UI-Gerät 912c, die alle von einem Benutzer 901 und/oder einem Benutzer 902 verwendet werden können.
Die mobile Schaltzentrale 900a ermöglicht dem Benutzer 901 das Synchronisieren der UI-Geräte 912a und 912b durch Übertragen des Status des UI-Geräts 912a auf das UI-Gerät 912b. Die Übertragung des UI-Status kann bewirken, dass auf dem UI-Gerät 912b ähnliche Informationen wie auf dem UI-Gerät 912a angezeigt werden. Die Statusübertragung kann auch bewirken, dass das UI-Gerät 912b ähnliche Routinen oder Anwendungen wie das UI-Gerät 912a ausführt. Außerdem können die Routinen oder Anwendungen auf dem UI-Gerät 912b, die den Routinen oder Anwendungen auf dem UI-Gerät 92a ähneln, zur gleichen Zeit wie diese ausgeführt werden. Durch Übertragen des UI-Status vom UI-Gerät 912a auf das UI-Gerät 912b kann der Benutzer 901 die Verwendung des UI-Geräts 912a beenden und mit der Verwendung des UI-Geräts 912b beginnen, ohne dass eine Unterbrechung des Workflows erfolgt.
Entsprechend kann die Schaltzentrale 900a das Einrichten einer sicheren Zusammenarbeitssitzung zwischen mindestens zwei UI-Geräten ermöglichen. In einer Ausführungsform wird die sichere Zusammenarbeitssitzung automatisch eingerichtet, wenn sich die beiden Geräte 912 annähern und das jeweils andere Gerät erkennen. Nachdem die Sitzung eingerichtet wurde, kann während einer Zusammenarbeitssitzung die Synchronisierung von Daten zwischen den UI-Geräten erfolgen. Genauer gesagt, kann der Benutzer 901 mit dem Benutzer 902 zusammenarbeiten, wobei das UI-Gerät 912b Statusinformationen auf das UI-Gerät 912c überträgt. Durch die Übertragung von Statusinformationen von UI-Gerät 912b auf UI-Gerät 912c identifiziert das UI-Gerät 912c den Betriebsstatus des UI-Geräts 912b. Beispielsweise kann das UI-Gerät 912c die gleichen oder ähnliche Informationen wie die auf dem UI-Gerät 912c angezeigten Informationen darstellen. Die UI-Geräte 912b und 912c können außerdem Kommunikationsroutinen starten, die den Benutzern 901 und 902 das Austauschen von Informationen (z. B. Text, Video und Voice over IP) mithilfe der UI-Geräte 912b und 912c ermöglichen. Beispielsweise können die UI-Geräte 912b und 912c Informationen zu Arbeitsaufgaben oder Aufgaben austauschen, sodass die Benutzer 901 und 902 koordiniert an einer Arbeitsaufgabe bzw. Aufgabe arbeiten können, selbst wenn für die Benutzer 901 und 902 nicht die gleichen Anzeigen auf dem UI-Gerät 912b bzw. 912c dargestellt werden. In einem Beispiel können die Benutzer ein Gerät über die UI-Geräte austesten, sodass der andere Benutzer weiß, dass das Gerät bearbeitet wird.
In manchen Ausführungsformen können die UI-Geräte 912a–912c Statusinformationen direkt zwischen diesen Geräten übertragen. Die UI-Geräte 912a–912c können zum Übertragen von Statusinformationen Drahtlostechnologie für kurze Übertragungsstrecken, z. B. Nahfeldkommunikation (Standard ISO/IEC 14443 und ISO/IEC 1809) oder Bluetooth (Standard IEEE 802.11), benutzen. In anderen Ausführungsformen können die UI-Geräte 912a–912c über den Backbone 105 Statusinformationen über einen Knoten, z. B. den in 1A gezeigten Server 150, übertragen. In bestimmen Ausführungsformen können die UI-Geräte 912a–912c Thin Clients sein. Dabei rendern die UI-Geräte 912a–912c Grafiken, der Großteil der Verarbeitung für die UI-Geräte 912a–912c erfolgt jedoch auf einem Knoten (z. B. dem in 1A dargestellten Server 150) im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. In solchen Ausführungsformen kann die Statusübertragung zwischen den UI-Geräten 912a–912c das Übertragen von Statusinformationen zwischen auf dem Knoten ausgeführten UIs umfassen.
In 9B werden UI-Geräte 112 in einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale 900c veranschaulicht. Die mobile Schaltzentrale 900c ermöglicht die Übertragung eines Vorgangsstatus zwischen den UI-Geräten 112a–112k und somit die Synchronisierung der UI-Geräte sowie die Zusammenarbeit zwischen den Benutzern der Geräte. Die mobile Schaltzentrale 900c umfasst den Server 150, das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, den Benutzer 901 und die UI-Geräte 112a–112k. Der Server 150 kann eine Datenbank 151 enthalten, die Anzeigedaten, Parameterdaten, Historiandaten, Kontextdaten, UI-Statusinformationen oder andere Daten der verfahrenstechnischen Anlage enthalten kann. Die Datenbank 151 kann sich in einem Speicher auf dem Server 150 befinden oder getrennt vom Server 150 oder auf verschiedenen Geräten in der verfahrenstechnischen Anlage verteilt gespeichert sein. Jedes der UI-Geräte 112a–112k kann von einem beliebigen Typ von Prozesssteuerungs-UI-Gerät 112 sein, das Informationen über einen Prozess oder einem Prozess zugeordnete Elemente liefert und Benutzereingaben über einen Prozess oder einem Prozess zugeordnete Elemente akzeptiert. Jedes der UI-Geräte 112a–112k kann eine entsprechende UI ausführen. In alternativen Ausführungsformen kann die UI vollständig oder teilweise auf dem Server 150 ausgeführt werden und auf den UI-Geräten 112a–112k bereitgestellt werden, z. B. über eine Webseite. Jedes der UI-Geräte 112a–112k kann über den Backbone 105 des Prozesssteuerungs-Netzwerks 100 mit dem Server 150 kommunizieren. In der in 9B dargestellten Ausführungsform kann der Benutzer 901 über ein Display 920 und eine Eingabeschnittstelle 930 mit dem UI-Gerät 112 interagieren (der Benutzer 901 kann jedoch mit jedem der UI-Geräte 112a–112k interagieren). In dieser Ausführungsform ist das UI-Gerät 112a eine ortsfeste Workstation, wobei die Eingabeschnittstelle 930 eine Tastatur und das Display 920 ein Monitor ist. Das UI-Gerät 112b ist ein Mobilgerät (z. B. ein Handy oder ein PDA). Das UI-Gerät 112c ist ein Tablet, das Berührungseingaben durch die Hand eines Benutzers oder durch einen Stift empfangen kann. Das UI-Gerät 112d ist ein tragbares Gerät (in diesem Fall eine Uhr mit einem Touchscreen). Das UI-Gerät 112e ist ein Laptop. Das UI-Gerät 112f ist ein tragbares Gerät (in diesem Fall ein Headset mit einem Head-Up-Display. Das UI-Gerät 112g ist ein TV-Gerät, mit dem eine Eingabeschnittstelle (nicht abgebildet), z. B. eine Tastatur, eine Maus, ein Touchscreen (z. B. ein kapazitiver Touchscreen), ein Bewegungssensor oder ein beliebiger anderer Typ von Gerät, das Benutzereingaben akzeptiert, verknüpft sein kann. Das UI-Gerät 112h ist ein Gerät für die Anzeige und Benutzereingabe (z. B. ein Touchscreen) in einer verfahrenstechnischen Anlage (z. B. an einer Wand befestigt, auf oder in der Nähe einer Prozesseinheit montiert usw.). Das UI-Gerät 112j ist ein Mobilgerät (z. B. ein Smartphone) mit integriertem Projektor, der UI auf einer Fläche 112k (z. B. eine Wand in der verfahrenstechnischen Anlage) anzeigen kann. Die auf die Oberfläche 112k projizierte UI kann eine Benutzereingabeverfahren (z. B. die Verfolgung der Benutzerbewegung über das UI-Gerät 112j oder ein externes Gerät (nicht abgebildet)) umfassen. Selbstverständlich kann in verschiedenen Ausführungsformen jede Kombination der UI-Geräte 112a–112k verwendet werden. Außerdem kann die mobile Schaltzentrale 900c zusätzliche ähnliche UI-Geräte wie die UI-Geräte 112a–112k umfassen. In dieser Beschreibung sind jedem der Geräte 112a–112k bestimmte Typen von Eingaben zugeordnet, jedoch kann in verschiedenen Ausführungsformen jedes des Geräte 112 Eingaben von mehreren Eingabequellen akzeptieren, und zwar mindestens basierend auf der Verwendungsart für das UI-Gerät 112. Beispielsweise ist angedacht, dass UI-Geräte 112 Eingaben durch Stifte akzeptieren oder berührungsempfindliche Geräte sind, die nicht kapazitiv sind (z. B. resistiver Touchscreen, SAW-Touchscreen (Surface Acoustic Wave) oder eine andere Touchscreen-Technologie), um z. B. die Eingaben von einem Benutzer zu ermöglichen, der Schutzhandschuhe trägt. Für jedes der UI-Geräte 112 kann auch Spracheingabe verwendet werden, insbesondere in Umgebungen, in denen keine externen Geräusche auftreten.
In der mobilen Schaltzentrale 900c kann jedes der UI-Geräte 112a–112k dem Benutzer 901 das Überwachen und/oder Steuern eines Prozesses oder von Elementen ermöglichen, die über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 mit einem Prozess verknüpft sind. In einer Ausführungsform kann jedes der UI-Geräte 112a–112k Webclients oder Thin Clients implementieren. In einer solchen Ausführungsform kann der Server 150 die UI und alle anderen Routinen für den Betrieb eines oder mehrerer UI-Geräte 112a–112k ausführen. Die UI-Geräte 112a–112k können Benutzereingabedaten an den Server 150 übermitteln, und dieser reagiert auf die Benutzereingaben. Der Server 150 kann Anzeigedaten auf die UI-Geräte 112a–112k übertragen. Da in dieser Ausführungsform der Großteil der Verarbeitung für die Ausführung der UI-Geräte 112a–112k durch den Server 150 erfolgt, kann dieser den Betriebsstatus der einzelnen UI-Geräte 112a–112k verfolgen, indem er die Ausführung der Routinen auf dem Server 150 sowie die zwischen den einzelnen UI-Geräten 112a–112k übermittelten Daten überwacht.
In anderen Ausführungsformen fungieren die UI-Geräte 112a–112k möglicherweise lediglich als Datenclients. Beispielsweise enthält in Ausführungsformen jedes UI-Gerät 112 einen Webbrowser und eine Routine zum automatischen Generieren von HTML (oder anderen Code) für die Anzeige von Informationen auf dem UI-Gerät 112. Die Routine und/oder die von der Routine generierte dynamische Webseite rufen Daten vom Server 150 ab und zeigen die abgerufenen Daten (und andere Daten, z. B. Benutzereingabedaten) auf dem Display an. Die Routine und/oder die dynamische Webseite können auch Benutzereingaben annehmen und Daten zurück an den Server 150 senden. In solchen Ausführungsformen erfolgt ein großer Teil der Verarbeitung auf dem UI-Gerät 112, während über das Netzwerk nur Daten auf den Server 150 und von diesem übertragen werden.
In einer anderen Ausführungsform generieren Anweisungen (z. B. JavaScript-Anweisungen), die sich auf dem UI-Gerät 112 befinden, dynamisch Code (z. B. HTML5-Code), der in einer geeigneten Viewer-Anwendung (z. B. einem HMTL5-Viewer oder einem Webbrowser) gerendert wird. Zum Beispiel kann der JavaScript-Code eine WebSocket-Verbindung öffnen, um mithilfe des Protokolls WAMP (WebSocket Application Messaging Protocol) Meldungen zwischen dem auf dem UI-Gerät 112 ausgeführten JavaScript und dem Server 150 zu senden.
Der Server 150 kann regelmäßig oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis UI-Statusinformationen speichern (z. B. in der Datenbank 151). Die UI-Statusinformationen können den Status des UI-Geräts zum Zeitpunkt der Erfassung darstellen. Die UI-Statusinformationen können Informationen zu dem Benutzer oder Bediener umfassen, der mit dem UI-Gerät interagiert; zu den Anwendungen, Programmen, Routinen oder Modulen, die im Hinblick auf das UI-Gerät ausgeführt werden; zu den Grafiken oder Tönen, die auf dem UI-Gerät ausgegeben werden; zu dem Abschnitt/den Abschnitten der Anlage, auf den/die sich die angezeigten Daten beziehen; oder beliebige andere Informationen in Bezug auf den Betrieb des UI-Geräts. Wenn der Server 150 eine Anforderung zur Statusübertragung empfängt, kann er auf lokal gespeicherte UI-Statusinformationen in der Datenbank 151 zugreifen und diese an die entsprechende UI übermitteln, die auf dem Server 150 ausgeführt wird. Die UI kann die entsprechenden Anzeigedaten auf das entsprechende UI-Gerät übertragen. Beispielsweise kann das UI-Gerät 112b Statusinformationen vom UI-Gerät 112a anfordern (wobei z. B. der Benutzer 901 vom UI-Gerät 112a zum UI-Gerät 112b wechseln möchte, ohne dass der Workflow unterbrochen wird). In manchen Ausführungsformen weisen die UI-Geräte 112a und 112b UI auf, die auf dem Server 150 ausgeführt wird. Der Server 150 kann auf in der Datenbank 151 lokal gespeicherte UI-Statusinformationen zugreifen und diese an die UI für das UI-Gerät 112b übermitteln. Die UI auf dem UI-Gerät 112b bestimmt anhand der gespeicherten UI-Statusinformationen, was auf dem UI-Gerät 112b angezeigt werden soll, und überträgt die Anzeigedaten auf das UI-Gerät 112b.
In manchen Ausführungsformen kann jedes der UI-Geräte 112a–112k UI-Statusinformationen erfassen und in der Datenbank 151 speichern, wenn ein Benutzer mit dem jeweiligen UI-Gerät interagiert. Das UI-Gerät kann über das Netzwerk 100 die UI-Statusinformationen auf den Server 150 übertragen. Der Server 150 überträgt die UI-Statusinformationen eines UI-Geräts 112a–112k, sodass z. B. beim Empfang einer Anforderung von einem bestimmten UI-Gerät der UI-Geräte 112a–112k dieses UI-Gerät entsprechend den empfangenen UI-Statusinformationen ausgeführt wird.
Beispiel: Der Benutzer 901 beginnt mit der Verwendung des UI-Geräts 112a (das folgende Beispiel kann jedoch auch mit jedem der UI-Geräte 112b–112k ausgeführt werden). Wenn der Benutzer 901 mit dem UI-Gerät 112a interagiert, erfasst dieses regelmäßig UI-Statusinformationen und speichert diese. Die UI-Statusinformationen können sich auf den Benutzer 901 beziehen, der z. B. eine Benutzer-ID oder eine(n) Benutzertitel/-rolle darstellt. Die UI-Statusinformationen können sich auch auf die Sitzung des Benutzers beziehen, einschließlich Informationen über die auf dem UI-Gerät 112a ausgeführten Programme oder Routinen, des Zeitpunkts der Erfassung, der Sitzungsdauer, der Konfiguration der auf dem Display 920 des UI-Geräts 112a angezeigten Grafiken, der auf dem UI-Gerät 112a überwachten oder gesteuerten Einheiten (d. h. der Prozessbereiche, Geräte, Ausrüstung oder Daten) und/oder des Typs des verwendeten UI-Geräts (in diesem Fall eine ortsfeste Workstation). Nach dem Erfassen und Speichern der UI-Statusinformationen überträgt das UI-Gerät 112a die UI-Statusinformationen über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 auf den Server 150, damit der Server 150 die UI-Statusinformationen in der Datenbank 151 speichern kann.
Der Benutzer 901 entscheidet sich für die Verwendung eines mobilen UI-Geräts, z. B. eines der UI-Geräte 112b–112f oder 112i–112k. In einer Ausführungsform kann der Benutzer 901 das UI-Gerät 112b benutzen, das den Benutzer 901 erkennt. Das UI-Gerät 112b kommuniziert mit dem Server 150, um die neuesten UI-Statusinformationen abzurufen, die dem Benutzer 901 zugeordnet sind (d. h. in diesem Fall die UI-Statusinformationen, die zuletzt auf dem UI-Gerät 112a erfasst wurden). In manchen Ausführungsformen kann die Kommunikation eine zusätzliche Erfassung von Statusinformationen bezüglich des UI-Geräts 112a auf dem UI-Gerät 112a auslösen. Das UI-Gerät 112b generiert auf Grundlage der empfangenen UI-Statusinformationen eine GUI-Konfiguration, sodass das Display des UI-Geräts 112b zumindest teilweise auf das Display des UI-Geräts 112a zum Zeitpunkt der letzten Erfassung von Statusinformationen reagiert. Anders gesagt, verursacht die mobile Schaltzentrale 900c eine Statusübertragung oder Statussynchronisierung zwischen dem UI-Gerät 112a und dem UI-Gerät 112b (in 10 wird ein Beispiel für das Aussehen der Displays bei einer Synchronisierung oder Übertragung des UI-Status gezeigt). Die Statusübertragung bewirkt, dass die Unterbrechung des Workflows für den Benutzer 901 minimal ist.
In manchen Ausführungsformen kann die Erfassung der UI-Statusinformationen automatisch erfolgen. Beispielsweise kann das UI-Gerät 112a Statusinformationen in regelmäßigen, vordefinierten Intervallen (z. B. alle 5, 10 oder 30 Minuten) erfassen. Das UI-Gerät 112a kann Statusinformationen auch als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis oder eine auslösende Aktivität erfassen. Das auslösende Ereignis kann mit einer Benutzereingabe (z. B. die Erfassung von Statusinformationen bei jedem Empfang einer Benutzereingabe oder nach einem mit dem Empfang von Benutzereingaben korrelierten Zeitplan) oder mit den auf dem UI-Gerät 112a bereitgestellten Informationen (z. B. die Erfassung von Statusinformationen bei jedem Alarm oder bei jedem Erreichen eines festgelegten Schwellenwerts für eine Messung oder einen Wert) verknüpft sein. Alternativ oder außerdem kann das UI-Gerät 112a UI-Statusinformationen aufgrund einer Benutzereingabe, die einen Befehl zum Erfassen oder Übertragen der UI-Statusinformationen darstellt, manuell erfassen. Beispielsweise kann auf dem Display 920 eine Grafik angezeigt werden, mit welcher der Benutzer 901 interagiert, wobei die Interaktion die Erfassung verursacht. Die Eingabeschnittstelle 930 kann einen Mechanismus (z. B. eine Schaltfläche, Taste oder ein Trackpad) aufweisen, der dem Benutzer 901 das Initiieren einer Erfassung ermöglicht. In bestimmten Fällen kann auch eine Anforderung durch ein anderes UI-Gerät (z. B. eines der UI-Geräte 112b–112k) die Erfassung auf dem UI-Gerät 112a auslösen. In einem weiteren Beispiel werden Statusinformationen durch die UI-Geräte 112a–112k erfasst und übertragen (z. B. per Nahfeldkommunikation), wenn sich zwei UI-Geräte berühren (oder in nächste Nähe, z. B. 5 cm, 2 cm, 1 cm usw. zueinander gebracht werden).
In weiteren Ausführungsformen erkennt das UI-Gerät 112b den Benutzer 901 automatisch. Beispielsweise verfügt der Benutzer 901 über ein eindeutiges Tag (z. B. in einem Ausweis oder auf einer Karte mit einem RFID-Chip), das ihn identifiziert. In anderen Ausführungsformen kann das Tag ein beliebiges Tag oder Gerät sein, das Identifizierungsinformationen liefert, z. B. ein NFC-Gerät, ein Barcode, ein Bluetooth-Gerät oder ein beliebiger anderer Drahtloszugangspunkt. Das UI-Gerät 112b kann über einen Tag-Scanner oder -Reader (z. B. einen RFID-Scanner) verfügen, der das eindeutige Tag erkennt. Das UI-Gerät 112b kann auf eine Datenbank zugreifen, um den dem eindeutigen Tag zugeordneten Benutzer zu identifizieren, sodass das UI-Gerät 112b den Benutzer 901 erkennt. Die Datenbank kann sich auf dem UI-Gerät 112b befinden, In anderen Ausführungsformen ordnet jedoch die Datenbank 151 auf dem Server 150 Benutzern Tags zu, und das UI-Gerät 112 kommuniziert mit dem Server 150, um den Benutzer 901 zu identifizieren. In anderen Ausführungsformen kann jedes UI-Gerät einem bestimmten Benutzer zugewiesen werden, sodass nur ein einzelner Benutzer mit dem UI-Gerät interagiert. In einer solchen Ausführungsform kann das UI-Gerät 112b dem Benutzer 901 zugewiesen werden, sodass das UI-Gerät 112b davon ausgehen kann, dass jeder mit ihm agierende Benutzer der Benutzer 901 ist. Alternativ kann das UI-Gerät 112b erzwingen, dass der Benutzer 201 eine Benutzer-ID und ein Kennwort eingibt, um sich beim UI-Gerät 112b anzumelden. Dies ermöglicht es dem UI-Gerät 112b, den Benutzer 901 zu erkennen.
In alternativen Ausführungsformen kann der Benutzer 901 statt des UI-Geräts 112b ein anderes UI-Gerät, z. B. eines der UI-Geräte 112c–112k benutzen. Dies verursacht eine Statussynchronisierung oder Statusübertragung vom UI-Gerät 112a zu einem der UI-Geräte 112c–112k. Beispielsweise kann der Benutzer 901 ein Tablet, z. B. das UI-Gerät 112c, mit den zuletzt erfassten Statusinformationen des UI-Geräts 112a synchronisieren. In anderen Fällen kann der Benutzer 901 eine Uhr wie das UI-Gerät 112d, einen Laptop wie das UI-Gerät 112e, ein Headset wie das UI-Gerät 112f oder ein TV-Gerät wie das UI-Gerät 112g mit den zuletzt erfassten Statusinformationen des UI-Geräts 112a synchronisieren.
Außerdem können die Statusinformationen des UI-Geräts 112a auf das UI-Gerät 112a übertragen werden. Der Benutzer 901 kann dann eine Sitzung auf dem UI-Gerät 112a speichern und zu einem späteren Zeitpunkt die Sitzung auf diesem UI-Gerät 112a fortsetzen. Das UI-Gerät 112a kann zu einem früheren UI-Status zurückkehren, indem es auf die Statusinformationen zugreift, die auf dem UI-Gerät 112a oder auf dem Server 150 gespeichert sind. Dies unterscheidet sich von Systemen auf dem Stand der Technik, bei denen das Fortsetzen einer Sitzung zu einem späteren Zeitpunkt, selbst auf dem gleichen Gerät, schwierig sein kann, da mehrere Benutzer mit der gleichen Konsole interagieren.
In weiteren alternativen Ausführungsformen kann der Benutzer 901 statt des UI-Geräts 112a eines der UI-Geräte 112b–112k benutzen. Das vom Benutzer 901 verwendete UI-Gerät kann Statusinformationen über dieses UI-Gerät erfassen. Die erfassten Statusinformationen können an den Server 150 übermittelt werden, wo sie in der Datenbank 151 gespeichert werden können und für den Zugriff durch das gleiche oder ein anderes UI-Gerät verfügbar sind.
In manchen Fällen kann der Server 150 ein ähnliches UI-Gerät wie eines der UI-Geräte 112a–112k sein (d. h., der Server verfügt über ein Display und eine Eingabeschnittstelle und kann als UI-Gerät verwendet werden). In einem solchen Szenario kann auf die auf dem Server 150 gespeicherten Statusinformationen zugegriffen werden, um auf dem Server 150 UI-Informationen bereitzustellen, sodass ein Benutzer den Server 150 als UI-Gerät benutzen kann. Entsprechend kann in einigen Ausführungsformen jedes der UI-Geräte 112a–112k als ein Server 150 fungieren.
In einer anderen Ausführungsform können die UI-Geräte 112a–112k über das Netzwerk 100 oder ein anderes Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung, z. B. ein PAN (Personal Area Network) (z. B. ein Bluetooth-Netzwerk) oder Nahfeldkommunikation, Statusinformationen untereinander übertragen. In manchen Ausführungsformen kann das empfangende UI-Gerät die Übertragung von UI-Statusinformationen initiieren, während in anderen Ausführungsformen die Übertragung durch das übertragende UI-Gerät initiiert wird. In einer weiteren Ausführungsform kann die Statusübertragung dadurch erfolgen, dass die UI-Statusinformationen in einem Speicher (z. B. einem USB-Speicherstick) abgelegt werden und auf den Speicher zugegriffen wird, um die UI-Statusinformationen auf einem zweiten UI-Gerät abzurufen.
In bestimmten Ausführungsformen können Statusübertragungen automatisch und für die Benutzer der UI-Geräte 112a–112k transparent erfolgen. Beispielsweise kann eine Statusübertragung automatisch initiiert werden, wenn ein UI-Gerät in die Nähe eines anderen UI-Geräts gebracht wird. Die UI-Geräte können Schaltkreise, z. B. einen NFC-Schaltkreis, enthalten, die es ermöglichen, dass sich die Geräte gegenseitig erkennen. Die Nähe eines Geräts kann auch anhand von Positionsdaten erkannt werden, die z. B. von einem GPS-Empfänger, der in einem oder mehreren UI-Geräten enthalten sein kann, empfangen werden. Die UI-Geräte können Positionsdaten auf den Server 150 übertragen, der anhand dieser Daten die Nähe von UI-Geräten bestimmt und eine Statusübertragung initiiert. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere UI-Geräte eine Indikatorgrafik anzeigen, die angibt, dass das jeweilige UI-Gerät gerade Statusinformationen empfängt oder überträgt. Die Indikatorgrafik kann außerdem angeben, dass ein UI-Gerät mit einem anderen UI-Gerät zusammenarbeitet.
In 10 werden Beispielgeräte-Displays für die UI-Synchronisierung zwischen den UI-Geräten 803a und 803b veranschaulicht, die z. B. vor oder während einer Statusübertragung erfolgen kann. In 10 kann das UI-Gerät 803a eine ortsfeste Workstation und das UI-Gerät 803b ein Mobilgerät (z. B. ein Tablet) sein. Das UI-Gerät 803 enthält ein Display 820a und eine Eingabeschnittstelle 830a. Das Display 820a kann eine GUI-Konfiguration 1010a anzeigen, die eine Behältergrafik 1015a, eine Füllstandsanzeigegrafik 1016a, eine Pumpengrafik 1020a, eine Ventilgrafik 1025a, eine Ventilgrafik 1030a, ein Schaubild 1035a, ein Schaubild 1040a und ein Schaubild 1045a enthält. Das UI-Gerät 803 enthält ein Display 820b und eine Eingabeschnittstelle 830b. Das Display 820b kann eine GUI-Konfiguration 1010b anzeigen, die eine Behältergrafik 1015b, eine Füllstandsanzeigegrafik 1016b, eine Pumpengrafik 1020b, eine Ventilgrafik 1030b und ein Schaubild 1040b enthält.
Das UI-Gerät 803a kann die UI-Statusinformationen 896 erfassen und auf den Server 150 oder auf ein anderes UI-Gerät, z. B. das UI-Gerät 803b, übertragen. Das UI-Gerät 803a kann beim Erfassen der UI-Statusinformationen 896 bestimmen, welche Elemente einen Bezug zur Ausgabe auf dem Display 820a aufweisen. Beispielsweise kann das UI-Gerät 803 die den Grafiken 1016a–1045a (ein Behälter, eine Pumpe, zwei Ventile und die Geräte, die den Schaubildern 1035a–1045a zugeordnet sind) zugeordneten Einheiten identifizieren und die Einheiten als Statusinformationen 896 speichern. Zusätzlich zum Identifizieren der oben genannten Einheiten kann das UI-Gerät 803a die Koordinatenpositionen für die auf dem Display 820a angezeigten Grafiken identifizieren. Somit können die UI-Statusinformationen 896 z. B. wiedergeben, dass sich die Behältergrafik in der Mitte des Bildschirms befindet. Das UI-Gerät 803a kann auch die Positionen verschiedener Fenster oder Felder für derzeit ausgeführte Anwendungen identifizieren. Darüber hinaus kann das UI-Gerät 803a die Programme oder Routinen identifizieren, die auf dem UI-Gerät 803a ausgeführt werden, und Informationen zu den einzelnen Programmstatus speichern. Beispielsweise kann ein Browser ausgeführt werden und das UI-Gerät 803a identifiziert eine Ressource (z. B. eine Webseite, ein Bild, ein Video oder anderen Inhalt), auf die der Browser zugreift oder die der Browser verwendet.
Das UI-Gerät 803b kann die UI-Statusinformationen 896 vom UI-Gerät 803a (oder in anderen Ausführungsformen vom Server 150) empfangen. Die Ausgabe des UI-Geräts 803b basiert auf den empfangenen UI-Statusinformationen 896. Insbesondere kann das UI-Gerät 803b auf dem UI-Display 830b visuelle Darstellungen oder Grafiken anzeigen, die auf den empfangenen UI-Statusinformationen 896 basieren. Da das UI-Gerät 803b von einem anderen Gerätetyp mit einer anderen Displaygröße als das UI-Gerät 112a sein kann, stellt das UI-Gerät 112b möglicherweise eine andere GUI-Konfiguration als das UI-Gerät 112a bereit. Insbesondere kann das UI-Gerät 112b anhand der UI-Statusinformationen 96 Einheiten und Programme mit der höchsten Priorität identifizieren und die GUI-Konfiguration 1010b entsprechend generieren. Insbesondere kann das UI-Gerät 803b die den Grafiken 1015b, 1016b, 1020b, 1030b und 1040b zugeordneten Einheiten als Einheiten mit hoher Priorität identifizieren. Das UI-Gerät 803 generiert aufgrund der beschränkten Bildschirmgröße keine Grafiken, die den auf dem Display 820a des UI-Geräts 803a angezeigten Grafiken 1025a, 1035a oder 1045a entsprechen. Das UI-Gerät 803b kann auch Grafiken an Positionen in der GUI-Konfiguration 1010b generieren, die den relativen Positionen der entsprechenden Grafiken in der GUI-Konfiguration 1010a zugeordnet sind.
Aufgrund des unterschiedlichen Typs von Eingabeschnittstelle (d. h. Touchscreen-basiert und Tastatur-basiert) kann das UI-Gerät 803b außerdem Grafiken generieren, deren Größe und Form sich von den auf dem UI-Gerät 803 generierten Grafiken unterscheiden. Beispielsweise kann das UI-Gerät 803b größere Grafiken generieren, mit denen sich leichter per Berührung interagieren lässt.
In manchen Ausführungsformen kann die GUI-Konfiguration 1010b des UI-Geräts 803b mit der GUI-Konfiguration 1010a des UI-Geräts 803a identisch sein, insbesondere in Ausführungsformen, in denen das UI-Gerät 803a und das UI-Gerät 803b vom gleichen Gerätetyp sind. In anderen Ausführungsformen besteht möglicherweise eine geringe Korrelation zwischen der GUI-Konfiguration 1010b und der GUI-Konfiguration 1010a. Beispielsweise kann in einigen Fällen die Ausgabe auf dem Display 830b des UI-Geräts 803b teilweise oder vollständig textbasiert sein. Auch in solchen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 803b dennoch anhand der UI-Statusinformationen 896 die Prozesseinheiten bestimmen, über die das UI-Gerät 803b Informationen liefern soll. Wenn z. B. das UI-Gerät 803b keine der Behältergrafik 1015a des UI-Geräts 803a entsprechende Grafik anzeigt, kann das UI-Gerät 803b dennoch bestimmen, dass der Behälter eine Einheit mit hoher Priorität ist, und Informationen über den Text (z. B. ein Textwert des Behälterfüllstands, der der Füllstandsanzeige 1016a entspricht) bereitstellen.
11 ist ein Ablaufschema, das ein Beispielverfahren 1100 zum Synchronisieren von UI-Geräten 112 darstellt. Weitere exemplarische Verfahren werden weiter unten beschrieben, und das Verfahren 1100 darf nicht als Beschränkung verstanden werden. Wie oben beschrieben, kann das Synchronisieren der UI-Geräte 112 es einem Benutzer ermöglichen, eine vorangegangene Sitzung auf demselben oder einem anderen Gerät fortzusetzen, und es zwei oder mehr Benutzern ermöglichen, durch den Austausch von Informationen zusammenzuarbeiten. Verfahren 1100 kann vollständig oder teilweise mit einem oder mehreren Geräten und Systemen implementiert werden, z. B. mit den in den 1–10 gezeigten Geräten und Systemen. Verfahren 1100 kann als Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen implementiert werden, die sich im Speicher 815 des UI-Geräts 112 befinden und durch den Prozessor 810 in 8 ausgeführt werden.
Im Verfahren 1100 empfängt das UI-Gerät 112 eine Anforderung der UI-Statusinformationen 896 (Block 1101). Das UI-Gerät 112 identifiziert einen UI-Status des ersten UI-Geräts 112 (Block 1105). Das Identifizieren des UI-Status kann das Identifizieren der auf einem Display des ersten UI-Geräts 112 angezeigten Ausgabe umfassen. Das Identifizieren der auf dem Display angezeigten Ausgabe kann das Identifizieren der visuellen Darstellungen und Grafiken auf dem Display des ersten UI-Geräts 112 und das Identifizieren der diesen visuellen Darstellungen und Grafiken zugeordneten Einheiten umfassen. Das Identifizieren der Ausgabe auf dem Display kann außerdem Folgendes umfassen: Identifizieren der auf dem Display angezeigten Prozessparameter, Identifizieren der GUI-Konfiguration auf dem Display und Identifizieren des UI- oder Gerätetyps des UI-Geräts 112.
Das erste UI-Gerät 112 kann Prozesseinheiten identifizieren, die der Ausgabe auf dem Display zugeordnet sind. Die Prozesseinheiten können Prozessparameterdaten, Bereiche der verfahrenstechnischen Anlage, Feldgeräte, ausgeführte Anwendungen oder Anwendungsstatus umfassen. Beispielsweise kann das erste UI-Gerät 112 eine auf dem Display angezeigte Behältergrafik identifizieren. Das erste UI-Gerät 112 identifiziert anhand dieser Identifizierung Behälterfüllstandsmesswerte, den Bereich der verfahrenstechnischen Anlage für den Behälter (z. B. den Dampfkesselbereich), dem Behälter zugeordnete Feldgeräte (z. B. Einlassventile für den Behälter, Austragpumpen für den Behälter, Temperatursensoren für das Behältermaterial usw.), auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführte Anwendungen (z. B. einen Browser, einen Historian, eine Alarmverwaltungsanwendung usw.) und/oder den Status der ausgeführten Anwendungen (z. B. die Ressourcen, auf die der Browser zugreift oder die er verwendet, die Parameter, die vom Historian verwendet oder angezeigt werden, oder die von der Alarmverwaltungsanwendung angezeigten Alarme).
Nachdem das erste UI-Gerät 112 einen UI-Status des ersten UI-Geräts 112 ermittelt hat, kann es Daten auf ein zweites UI-Gerät 112 übertragen, die den identifizierten UI-Status darstellen (Block 1110). Insbesondere kann das erste UI-Gerät 112 Daten auf das zweite UI-Gerät 112 übertragen, die die identifizierten Einheiten darstellen. In alternativen Ausführungsformen kann das erste UI-Gerät 112 die Einheitendaten auf den Server 150 übertragen, und dieser überträgt anschließend die Einheitendaten auf das zweite UI-Gerät 112.
Nachdem auf dem zweiten UI-Gerät 112 die UI-Statusinformationen 896 empfangen wurden, kann das zweite UI-Gerät 112 Ausgaben entsprechend dem empfangenen UI-Status und insbesondere entsprechend den empfangenen Einheitendaten bereitstellen. Das zweite UI-Gerät 112 kann beispielsweise die ermittelten Prozessparameterdaten (d. h. die auf dem ersten UI-Gerät 112 bereitgestellten Prozessparameterdaten) auf einem Display anzeigen. Das zweite UI-Gerät 112 kann auch eine Übersichtsgrafik des identifizierten Anlagenbereichs oder der identifizierten Anlagenbereiche (d. h. der Bereiche, die der identifizierten Ausgabe auf dem ersten UI-Gerät 112 zugeordnet sind) auf einem Display generieren. Daneben oder alternativ kann das zweite UI-Gerät 112 grafische Darstellungen eines oder mehrerer identifizierter Feldgeräte (d. h. der Geräte, die der Ausgabe auf dem ersten UI-Gerät 112 zugeordnet sind) auf einem Display generieren. Das zweite UI-Gerät 112 kann außerdem Anwendungen starten, die den identifizierten Anwendungen (d. h. den auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführten Anwendungen) entsprechen. Schließlich kann das zweite UI-Gerät 112 verursachen, dass eine oder mehrere Anwendungen in einen identifizierten Status (d. h. in einen oder mehrere auf dem ersten UI-Gerät 112 identifizierte Anwendungsstatus) versetzt werden.
Als weiteres Beispiel und immer noch unter Bezugnahme auf 11 kann das UI-Gerät 803 die UI-Statusinformationen 896 erfassen und an das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 übertragen. Die UI-Statusinformationen 896 können den Status des UI-Geräts 112 zum Zeitpunkt der Erfassung darstellen. Der Prozessor 810 kann die UI-Statusinformationen 896 erfassen, indem er verursacht, dass die den UI-Status darstellenden Daten im Speicher 815 abgelegt werden. Der Prozessor 810 kann die UI-Statusinformationen 896 vom Speicher 815 abrufen und über die Netzwerkschnittstelle 825 an das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 übertragen. Die UI-Statusinformationen 896 können letztendlich von einem Knoten im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, z. B. vom Server 150, empfangen werden. In alternativen Ausführungsformen können die UI-Statusinformationen 896 über die Peripherieschnittstelle (z. B. eine USB-Schnittstelle, die WiFi-Schnittstelle, die Bluetooth-Schnittstelle oder die NFC-Schnittstelle) übertragen werden, wobei die Peripherieschnittstelle die UI-Statusinformationen 896 auf ein anderes UI-Gerät 803 überträgt.
Wie weiter oben in Bezug auf 1A und weiter unten in Bezug auf 12A und 12B beschrieben, können die UI-Statusinformationen 896 z. B. Profildaten des Benutzers oder Bedieners enthalten, der mit dem UI-Gerät 803 interagiert. An der Eingabeschnittstelle 830 oder der Netzwerkschnittstelle 825 können alle oder einige der Profildaten empfangen werden. Der Prozessor 810 kann verursachen, dass die Eingabeschnittstelle 830 oder die Netzwerkschnittstelle 825 die Profildaten über den Systembus 825 in den Speicher 815 überträgt. In bestimmten Ausführungsformen kann der Prozessor 810 die Profildaten als Reaktion auf empfangene Daten von der Eingabeschnittstelle 830 oder der Netzwerkschnittstelle 825 oder als Reaktion auf die Daten zu dem Benutzer des UI-Geräts 803 oder eines ähnlichen UI-Geräts 803 generieren. In anderen Ausführungsformen sind die Profildaten möglicherweise bereits im Speicher 815 vorhanden. Dabei greift der Prozessor 810 auf die Profildaten zu oder er speichert die Profildaten in einer anderen Datenstruktur (z. B. kann der Prozessor 810 auf die während der Ausführung des Betriebssystems 880 oder einer anderen Anwendung auf dem UI-Gerät 803 erfassten Profildaten zugreifen und verursachen, dass die Profildaten in einer bestimmten für die Übertragung des UI-Status verwendeten Datenbank gespeichert werden).
Die UI-Statusinformationen 896 können außerdem zu den Profildaten auch Sitzungsdaten umfassen, die der Ausgabe (z B. Grafiken oder Töne) auf dem UI-Gerät 803 und den auf dem UI-Gerät 803 ausgeführten Anwendungen sowie dem Status dieser Anwendungen zugeordnet sind. Anders ausgedrückt, kann der Prozessor 810 in der dargestellten Ausführungsform die Sitzungsdaten anhand der Ausgabe auf dem Display 825 und anhand der Daten erzeugen, die generiert oder verwendet werden, während andere Anwendungen durch den Prozessor 810 ausgeführt werden. Die UI-Statusinformationen 896 können außerdem zu den Benutzerprofildaten und Sitzungsdaten weitere Daten zum Betrieb oder Status des UI-Geräts 803 umfassen.
In einer anderen Ausführungsform des UI-Geräts 803 kann dieses UI-Statusinformationen 896 vom Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 empfangen und das UI-Gerät 803 in einen Status versetzen, der den UI-Statusinformationen 896 entspricht. In einer solchen Ausführungsform können die UI-Statusinformationen 896 einen zuvor erfassten Betriebsstatus eines anderen UI-Geräts („vorheriges UI-Gerät“) (d. h. des UI-Geräts 803b) oder des UI-Geräts 803 darstellen. In einer solchen Ausführungsform des UI-Geräts 803 können die UI-Statusinformationen 896 über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 an der Netzwerkschnittstelle 825 empfangen werden. Die Netzwerkschnittstelle 825 kann die UI-Statusinformationen 896 für die Speicherung in den Speicher 815 übertragen. Der Prozessor 810 kann auf alle oder einige der UI-Statusinformationen 896 im Speicher 815 zugreifen, um das UI-Gerät 803 in einen Status zu versetzen, der einigen oder allen UI-Statusinformationen 896 entspricht. Die UI-Statusinformationen 896 können einen UI-Status angeben, in dem das vorherige UI-Gerät Informationen zu bestimmten Einheiten im Prozess oder im Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 bereitgestellt hat. Der Prozessor 810 kann verursachen, dass das Display 820 Informationen anzeigt, die diesen bestimmten Einheiten entsprechen. Das Display 820 kann die Informationen in der gleichen oder ähnlichen GUI-Konfiguration darstellen, die vom vorherigen UI-Gerät 803 verwendet wurde, es kann jedoch unter bestimmten Umständen (z. B. wenn das UI-Gerät 803 von einem anderen Gerätetyp als das vorherige UI-Gerät 803b ist) eine andere GUI-Konfiguration benutzen. In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 810 basierend auf den UI-Statusinformationen 896 relevante Punkte (z. B. relevante Einheiten) identifizieren und verursachen, dass auf dem Display 820 Informationen zu den identifizierten relevanten Punkten angezeigt werden.
Die UI-Statusinformationen 896 können alternativ oder außerdem zum Angeben von Prozesseinheiten den Status von einer oder mehreren Anwendungen angeben, die auf dem vorherigen UI-Gerät 803b ausgeführt wurden. Der Prozessor 810 kann verursachen, dass diese eine oder mehreren Anwendungen im angegebenen Status gestartet und ausgeführt werden. Beispielsweise können die UI-Statusinformationen 896 angeben, dass ein Browserfenster geöffnet war und in diesem eine bestimmte Webseite angezeigt wurde. In diesem Beispiel kann der Prozessor 810 verursachen, dass eine Browseranwendung gestartet und die gleiche Webseite geöffnet wird. In einem anderen Beispiel können die UI-Statusinformationen 896 angeben, dass ein Viewer-Tool zum Anzeigen der Prozesshistorie ausgeführt wurde und dass von diesem Tool auf bestimmte Prozesswerte zugegriffen wurde oder dass bestimmte Prozesswerte von diesem Tool angezeigt wurden. In diesem Beispiel kann der Prozessor 810 verursachen, dass ein Viewer-Tool gestartet wird und dieses auf die gleichen Prozesswerte zugreift oder diese anzeigt.
In 12A stellt ein Blockschaltbild exemplarische Daten für UI-Geräte 112 in einer mobilen Schaltzentrale 1200a dar. Die mobile Schaltzentrale 1200a ermöglicht eine Statusübertragung auf ein oder mehrere UI-Geräte 112, sodass der Benutzer des jeweiligen UI-Geräts 112 den Workflow mit einem zuvor gespeicherten Status fortsetzen oder mit Benutzern anderer UI-Geräte 112 zusammenarbeiten kann. Die mobile Schaltzentrale 1200a umfasst den Server 150, das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 und die UI-Geräte 112. In manchen Ausführungsformen kann der Server 150 auch als UI-Gerät 112 fungieren. Dabei enthält der Server 150 das Display 820 zum Anzeigen einer GUI-Konfiguration und zum Bereitstellen von Prozessinformationen für einen Bediener oder Benutzer. In einer solchen Ausführungsform kann der Server 150 auch die Eingabeschnittstelle 830 zum Empfangen von Benutzereingaben umfassen.
Der Server 150 umfasst einen Prozessor 1201, eine Netzwerkschnittstelle 1202 und einen Speicher 1203. Im Speicher 1203 werden die UI-Statusinformationen 1240 gespeichert, die Profildaten 1245 und/oder Sitzungsdaten 1265 umfassen können. Die UI-Statusinformationen 1240 können in der in 9B dargestellten Datenbank 151 gespeichert werden. Der Server 150 kann mithilfe eines drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanals über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 kommunizieren. Entsprechend kann jedes der UI-Geräte 112 mithilfe eines drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanals über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 kommunizieren und jedes der UI-Geräte 112 kann mit dem Server 150 kommunizieren.
Der Speicher 1203 des Servers 150 kann dynamischen und/oder permanenten Speicher umfassen und es kann sich um Wechselspeicher oder fest installierten Speicher handeln. Beispielsweise kann der Speicher 1203 Computerspeichermedium in Form von RAM (Random Accesss Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM, FLASH-Speicher oder anderer Speichertechnologie, CD-ROM, DVD (Digital Versatile Disk) oder anderem optischem Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetband, Magnetplattenspeicher oder anderen Magnetspeichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern der gewünschten Informationen verwendet werden kann, umfassen. Der Prozessor 1201 ist zum Abrufen und Ausführen von Anweisungen konfiguriert, die im Speicher 1203 gespeichert sind. Im Speicher 1203 können z. B. Betriebssystemdaten oder Programmdaten gespeichert werden. Die Netzwerkschnittstelle 1202 kann eine oder mehrere Antennen für die drahtlose Kommunikation, einen oder mehrere Anschlüsse für drahtgebundene Verbindungen oder beides enthalten. In manchen Ausführungsformen kann die Netzwerkschnittstelle 1202 einen oder mehrere GPS-Empfänger, Bluetooth-Transceiver, NFC-Transceiver, RFID-Transceiver und/oder lokale Netzwerk-Transceiver enthalten. Die Netzwerkschnittstelle 1202 kann über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 mit den UI-Geräten 112 kommunizieren.
Jedes UI-Gerät 112 kann Daten enthalten, die eine Benutzer-ID 1205, eine Sitzungs-ID 1210, eine Client-Geräte-ID 1215 und/oder einen UI-Typ 1220 darstellen. Die Benutzer-ID 1205 kann einem einzelnen Benutzer oder Bediener entsprechen und sie fungiert als eindeutige ID. Ebenso kann die Sitzungs-ID 1210 als eindeutige ID einer bestimmten Benutzersitzung auf dem UI-Gerät 112 fungieren. Eine Benutzersitzung gilt allgemein als Zeitraum der Verwendung durch einen bestimmten Benutzer ohne längere Unterbrechungen. Wenn ein Benutzer die Verwendung des UI-Geräts 112a für einen längeren Zeitraum beendet und später die Verwendung des UI-Geräts 112 fortsetzt, stellt die anschließende Verwendung generell den Beginn einer neuen Sitzung dar (es sei denn, die Sitzung wird wie unten beschrieben fortgesetzt). Die Client-Geräte-ID 1215 kann als eindeutige ID des UI-Geräts 112a fungieren. Schließlich kann der UI-Typ 1220a den Typ der auf dem UI-Gerät 112a implementierten GUI darstellen. Der UI-Typ entspricht häufig dem Gerätetyp des UI-Geräts. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es zwei allgemeine UI-Typen: eine normale UI und eine mobile UI. Desktops, Laptops und andere UI-Geräte mit großen Bildschirmen implementieren i. d. R. eine normale UI. Mobilgeräte hingegen, z. B. Mobiltelefone, PDAs und Tablets, implementieren häufig eine mobile UI, die größere Grafiken und größeren Text (relativ zur Bildschirmgröße) bietet. In vielen Ausführungsformen kann die mobile UI aufgrund der beschränkten Größe vieler Bildschirme mobiler Geräte eine andere GUI-Konfiguration und andere Grafiken bereitstellen. In anderen Ausführungsformen können weitere UI-Typen, z. B. eine Mobiltelefon-UI, eine Tablet-UI oder eine Headset-UI, vorhanden sein.
Die Profildaten 1245 können die Benutzerprofile 1250a–1250d enthalten. Jedes der Benutzerprofile 1250–1250d kann einem eindeutigen Benutzer oder Bediener entsprechen. Das Benutzerprofil 1250a kann Daten enthalten, die eine Benutzer-ID 1252, eine Benutzerrolle 1254 und Benutzerhistoriedaten 1256 darstellen. Die Benutzerprofile 1250–1250d können ähnliche Elemente enthalten. Die Benutzer-ID 1250a kann eine eindeutige ID für einen bestimmten Benutzer darstellen und der Benutzer-ID 1205a auf dem Client-Gerät 112a entsprechen. Die Benutzerrolle 1254 kann die Zuständigkeit, den Titel oder die Rolle eines bestimmten Benutzers in der verfahrenstechnischen Anlage darstellen. Beispielsweise kann die Benutzerrolle 1254 die Bereiche der Anlage beschränken, die der Benutzer steuern darf. Die Benutzerrolle 1254 kann auch das Ausmaß der Steuerung, die vom Benutzer implementiert werden darf, oder die Typen der Programme, auf die der Benutzer Zugriff hat, beschränken. In manchen Ausführungsformen kann die Benutzerrolle 1254 auch die Berechtigungen des Benutzers für den Zugang zu und die Steuerung von Einheiten in der verfahrenstechnischen Anlage basierend auf einem Zeitplan beschränken. Beispielsweise ist es möglich, dass die Benutzerrolle 1254 nur während der Arbeitszeit des Benutzers (z. B. 8–17 Uhr) über die Berechtigung zum Implementieren von Steuerungsfunktionen verfügt. Schließlich können die Benutzerhistoriedaten 1256 Trends, Gewohnheiten und Vorlieben des Benutzers darstellen, der dem Benutzerprofil 1250a zugeordnet ist. Die Benutzerhistoriedaten 1256 können z. B. einen bestimmten Bereich in der verfahrenstechnischen Anlage, bestimmte Geräte oder Ausrüstung oder bestimmte Prozessparameter angeben, auf die der Benutzer bevorzugt seine Aufmerksamkeit richtet.
Die Sitzungsdaten 1265 können die Sitzungen 1270a–1270d umfassen. Die Sitzung 1270a kann Daten enthalten, die eine Sitzungs-ID 1272, eine Benutzer-ID 1274, eine Client-Geräte-ID 1276, einen UI-Typ 1278, Daten zum Anwendungszustand 1280 und Daten zur Sitzungszeit 1282 repräsentieren. Jede der Sitzungen 1270b–1270d kann Daten umfassen, die ähnliche Einheiten darstellen. Die Sitzungs-ID 1272 dient als eindeutige ID für eine bestimmte Sitzung. Die Benutzer-ID 1274 kann einen eindeutigen Benutzer darstellen und der Benutzer-ID 1252 des Benutzerprofils 1250a und der Benutzer-ID 1205a des UI-Geräts 112a entsprechen. Die Client-Geräte-ID 1276 kann ein bestimmtes UI-Gerät eindeutig identifizieren und der UI-Geräte-ID 1215a entsprechen. Ebenso kann der UI-Typ 1278 dem UI-Typ 1220a am UI-Gerät 112a entsprechen. Die Daten zum Anwendungszustand 1280 können Programme darstellen, die auf einem UI-Gerät ausgeführt wurden, als die UI-Statusinformationen 1240 erfasst wurden, und sie können auch den Zustand der jeweiligen Anwendung zum Zeitpunkt der Erfassung darstellen. Die Daten zur Sitzungszeit 1282 können zeitliche Daten darstellen, zum Beispiel die Startzeit der Sitzung, ihre Endzeit, ihre Länge, usw.
Im Betrieb kann das UI-Gerät 112a die UI-Statusinformationen 1240 (einschließlich der Profildaten 1250a und der Sitzungsdaten 1270a) erfassen. Wenn eine Benutzersitzung beendet ist, kann das UI-Gerät 112a die UI-Statusinformationen 1240 zum Speichern an den Server 150 übertragen. Die Netzwerkschnittstelle 1202 kann die UI-Statusinformationen 1240 vom Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 empfangen. Der Prozessor 1201 kann so arbeiten, dass die UI-Statusinformationen 1240 zum Speichern an den Speicher 1203 übertragen werden. In alternativen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112a einige oder alle der UI-Statusinformationen 1240 auf einer periodischen Basis an den Server 150 übertragen, oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis. Der Server 150 kann anschließend einige oder alle der UI-Statusinformationen 896 an ein UI-Gerät übertragen, z. B. an UI-Gerät 112b.
Ähnlich zu 12A zeigt 12B ein Blockschaltbild mit exemplarische Daten, die mit UI-Geräten 112 in einer mobilen Schaltzentrale 1200b verbunden sind. Die mobile Schaltzentrale 1200b kann einen Zustandsübergang von einem ersten UI-Gerät 112a zu einem oder mehreren anderen UI-Geräten 112b, 112c ermöglichen. Wie in der mobilen Schaltzentrale 1200a ermöglicht es die mobile Schaltzentrale 1200b einem Benutzer des UI-Geräts 112a, einen Workflow am UI-Gerät 112b wieder aufzunehmen und/oder fortzusetzen, oder er kann mit einem anderen Benutzer über das UI-Gerät 112b zusammenarbeiten. Die mobile Schaltzentrale 1200b enthält den Server 150, das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 und die UI-Geräte 112a–c. In einigen Ausführungsformen kann der Server 150 auch als UI-Gerät 112 dienen, wobei der Server 150 das Display 820 umfasst, das eine GUI-Konfiguration anzeigt und einen Bediener oder Benutzer mit Prozessinformationen versorgt. In einer solchen Ausführungsform kann der Server 150 auch die Eingabeschnittstelle 830 zum Empfangen von Benutzereingaben umfassen.
Die mobile Schaltzentrale 1200b unterscheidet sich in mindestens einer Hinsicht von der mobilen Schaltzentrale 1200a. Insbesondere werden in der mobilen Schaltzentrale 1200b die Zustands- und/oder Sitzungsdaten übertragen, zum direkt Beispiel vom UI-Gerät 112a zum UI-Gerät 112b, und nicht über den Server 150. Jedes der UI-Geräte 112 speichert die UI-Statusinformationen 1240, welche die Sitzungsdaten 1265 enthalten können. Die Sitzungsdaten 1265, die von jedem der UI-Geräte 112 gespeichert werden, können die Benutzer-ID 1205, die Sitzungs-ID 1210, die UI-Geräte-ID 1215, den UI-Gerätetyp 1220, die Daten zum Anwendungszustand 1280 und die Daten zur Sitzungszeit 1282 enthalten.
Die Benutzerprofildaten 1245, beschrieben mit Bezug zu 12A, können im Server 150 und/oder im Speicher der einzelnen UI-Geräte 112 gespeichert werden. Auf diese Weise kann jeder Benutzer eins der UI-Geräte 112 benutzen, und das Profil des Benutzers (einschließlich seiner Einstellungen, Rollen, Archivdaten, usw.) wird dem UI-Gerät 112 zur Verfügung stehen. In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die Benutzerprofildaten 1245 vom Server 150 herunterladen oder auf andere Weise darauf zugreifen, wenn sich ein bestimmter Benutzer am UI-Gerät 112 einloggt. In anderen Ausführungsformen können die Profile aller Benutzer oder von Benutzern, die vorher ein bestimmtes UI-Gerät 112 genutzt haben, im Speicher des UI-Geräts 112 resident sein.
Während des Betriebs kann jedes UI-Gerät 112 im Speicher 815 eine oder mehrere Anwendungen gespeichert haben, zum Beispiel Anzeigeanwendungen zum Anzeigen von Informationen über die verfahrenstechnische Anlage. Das UI-Gerät 112 kann den Zustand der Anwendung(en) in den Daten zum Anwendungszustand 1280 regelmäßig zu speichern und/oder den Zustand dieser Anwendung(en) auf Anforderung auf ein anderes UI-Gerät 112 übertragen. Beispielsweise kann ein Benutzer Daten von verfahrenstechnischen Anlagen mit Hilfe einer Betrachtungsanwendung auf dem UI-Gerät 112a anzeigen. Die Ansichtanwendung kann sich auf dem UI-Gerät 112a befinden und Daten vom Server 150 abrufen und/oder empfangen (z. B. Prozessdaten). In bestimmten Ausführungsformen empfängt das UI-Gerät 112a sowohl Prozessdaten als auch Visualisierungsdaten vom Server 150. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112a vom Server 150 Trenddaten empfangen, die sich auf einen bestimmten Prozessparameter beziehen, und mit diesen Trenddaten zusätzliche Rendering-Anweisungen erhalten, welche die Art und Weise angeben, in der die Daten angezeigt werden sollen (z. B. 3D-Plot-Daten, Tabellendaten, Achsendaten, usw.). Die Rendering-Daten können als separate Einheit gesendet werden, so dass die gleichen Daten mit verschiedenen Rendering-Informationen (z. B. Formatierung) gesendet werden, die dem Zielgerät entsprechen. In jedem Fall bewahrt das UI-Gerät 112a bestimmte Informationen über den Zustand der Anwendung(en), die auf dem UI-Gerät 112a laufen, einschließlich Informationen dazu, welche Daten angezeigt werden, welche Bereiche oder Geräte von verfahrenstechnischen Anlagen angezeigt werden, welche Aufgaben ausgeführt werden und ähnliches.
Der Benutzer möchte eventuell vom UI-Gerät 112a zum UI-Gerät 112b wechseln, um beispielsweise vom UI-Gerät einer Workstation zu einem Tablet-UI-Gerät zu gehen. Dazu kann der Benutzer einen Zustandsübergang vom UI-Gerät 112a zum UI-Gerät 112b initiieren. In einer ersten Ausführungsform bringt der Benutzer das UI-Gerät 112b in der Nähe des UI-Geräts 112a, so dass die NFC-Geräte in jedem UI-Gerät 112 miteinander kommunizieren und eine Verbindung herstellen können. Die NFC-Geräte können beispielsweise zusammenarbeiten, um eine Verbindung über Bluetooth oder WLAN herzustellen, so dass die Sitzungsdaten 1265a vom UI-Gerät 112a an das UI-Gerät 112b übergeben werden können, damit das UI-Gerät 112b die Sitzung in einem ähnlichen oder demselben Zustand wieder aufnehmen kann wie derjenige, der auf dem UI-Gerät 112a in Betrieb war. In einer zweiten Ausführungsform kann der Benutzer ein oder mehrere Menüs auf dem UI-Gerät 112b aktivieren, um eine Sitzungsnummer auszuwählen, zum Beispiel auf dem Display 820 des UI-Geräts 112a. Andere Ausführungsformen für die Zustandsübertragung, die unter diesen oder anderen Umständen eingesetzt werden können, werden in dieser Beschreibung vorgestellt. Die Geräte können dann über das Netzwerk 100 (und gegebenenfalls der Server 150) oder direkt miteinander über Bluetooth oder WLAN kommunizieren, um die Sitzungsdaten 1265a vom UI-Gerät 112a an das UI-Gerät 112b zu übertragen. Sobald das UI-Gerät 112b die Sitzungsdaten 1265a empfangen und als Sitzungsdaten 1265b gespeichert hat, kann das UI-Gerät 112b die Sitzung wieder aufnehmen, die zuvor auf dem UI-Gerät 112a in Betrieb war.
In bestimmten Ausführungsformen wird bei der Zustandsübertragung von einem ersten UI-Gerät 112 zu einem zweiten UI-Gerät 112 auch jedes Kontrollelement übertragen, das mit dem UI-Gerät 112 verbunden ist. Zum Beispiel kann in einigen Fällen eine Steuereinheit oder ein anderes Prozessgerät Eingaben von jeweils nur einer Quelle gleichzeitig erhalten. In solchen Fällen ist es wichtig, dass die Quelle der Eingaben definitiv festgelegt wird und dass jegliches Konfliktpotenzial entfernt wird. Wenn ein Benutzer von einem ersten UI-Gerät 112 zu einem zweiten UI-Gerät 112 wechselt, müssen solche Eingaben nach der Zustandsübertragung zu diesem Gerät definitiv mit dem zweiten UI-Gerät 112 verknüpft werden. In solchen Fällen kann der Server 150 Tracking-Daten aufbewahren (z. B. die UI-Geräte-ID 1276, die einer bestimmten Sitzung 1265 zugeordnet ist), und er kann die UI-Geräte-ID bei der Übertragung zum zweiten UI-Gerät neu zuweisen. Der Server 150 kann eventuell feststellen, dass eine Übertragung stattgefunden hat, auch wenn die Übertragung direkt zwischen dem ersten und zweiten UI-Gerät 112 erfolgt; dies hängt von der letzten Anforderung von Prozesssteuerungsdaten ab. Zum Beispiel kann der Server 150 bestimmen, dass das UI-Gerät 112b als letztes Daten angefordert hat, und daher feststellen, dass das UI-Gerät 112b nun die Kontrolle über die Sitzung hat. Alternativ kann das UI-Gerät 112a die Sitzung aufgeben oder nicht anerkennen, sobald die Sitzung übertragen wurde. Dazu wird eine Nachricht an den Server 150 gesendet, die zum Inhalt hat, dass das UI-Gerät 112a nicht mehr mit der Sitzung verbunden ist, die zum UI-Gerät 112b übertragen wurde. Oder das UI-Gerät 112b kann eine ähnliche Nachricht an den Server 150 senden, die positiv angibt, dass das UI-Gerät 112b nun der Sitzung zugeordnet ist, und den Server 150 informiert, dass das UI-Gerät 112a nicht mehr mit der Sitzung verknüpft ist. In noch einer anderen Ausführungsform kann mit jeder Sitzung ein „Sitzungstoken“ verbunden sein, das im UI-Gerät gespeichert wird und von Gerät zu Gerät übertragen wird. Wenn das Gerät nicht über das Sitzungstoken für eine bestimmte Sitzung verfügt, sendet das Gerät keine Befehle (oder es sendet zumindest keine Teilmenge der Befehle) von diesem Gerät, auch wenn das Gerät ansonsten die Kontrolle über die Sitzung hat. Auf diese Weise können Daten, die einer bestimmten Sitzung zugeordnet sind, weiterhin auf dem UI-Gerät 112a angezeigt werden, auch nachdem die Zustandsübertragung stattgefunden hat und das Sitzungstoken an das UI-Gerät 112b weitergegeben wurde. Das Sitzungstoken kann jede Form annehmen, einschließlich, beispielsweise, die einer sicheren Datei, eines Hash-Codes, eine- bestimmten Code- oder Zeichenfolge usw.
Einige der Verfahren, die mit den Konzepten verwandt sind, die in den vorstehenden Absätzen beschrieben wurden, werden nun unter Bezugnahme auf die entsprechenden Figuren beschrieben.
13 ist ein Ablaufschema für ein exemplarisches Verfahren 1300 zum Bereitstellen von Sitzungsdaten für ein UI-Gerät 112. Die Bereitstellung von Sitzungsdaten kann UI-Zustandsübertragungen oder die Synchronisation erleichtern und so einen kontinuierlichen Workflow oder die Zusammenarbeit ermöglichen. Verfahren 1300 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel am Server 150, der in den 1, 9 und 12 gezeigt wird. Das Verfahren kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 1300 beginnt, wenn der Server 150 eine Sitzungsanforderung vom UI-Gerät 112 (Block 1305) erhält. Der Server 150 kann feststellen, ob das UI-Gerät 112 eine Benutzer-ID (Block 1310) bereitstellt, und er kann eine Benutzer-ID anfordern, wenn keine bereitgestellt wurde (Block 1315). Sobald die Benutzer-ID bereitgestellt wurde, kann der Server 150 die Daten identifizieren, die mit der Benutzer-ID (Block 1320) verbunden sind. Zum Beispiel kann es ein oder mehrere Benutzerprofile, Sitzungen oder UI-Geräte 112 geben, die der Benutzer-ID zugeordnet sind. In alternativen Ausführungsformen kann der Server 150 eine UI-Geräte-ID empfangen und Daten identifizieren, die der UI-Geräte-ID (und nicht der Benutzer-ID) zugeordnet sind.
Nach der Identifizierung von Daten, die der bereitgestellten Benutzer-ID zugeordnet sind, kann der Server 150 feststellen, ob das UI-Gerät 112 anfordert, den Workflow von einer früheren Sitzung (Block 1325) wieder aufzunehmen. Wenn keine solche Anforderung vorliegt, kann der Server 150 eine Standardsitzung (d.h. Daten, die eine neue Sitzung oder Standardsitzung darstellen) als „Zielsitzung“ identifizieren, die dem UI-Gerät (Block 1330) zur Verfügung gestellt werden. Die Daten der Standardsitzung können Daten wie etwa Standard-GUI-Konfigurationsdaten, Standardprozessparameterdaten oder Standardanzeigedaten enthalten. Zum Beispiel kann die Standard-GUI-Konfiguration für neue Sitzungen, die einen früheren Workflow nicht fortsetzen, ein aktives Fenster mit einer Übersichtsgrafik über die Anlage enthalten. Der Server 150 kann die Standardsitzungsdaten an das UI-Gerät 112 (Block 1350) übertragen.
Wenn der Server 150 eine Anforderung empfängt, den vorherigen Workflow wieder aufzunehmen, kann der Server 150 feststellen, ob eine bestimmte Sitzung durch das UI-Gerät 112 (Block 1335) identifiziert wurde. Wenn keine besondere Sitzung identifiziert wurde, kann der Server 150 die zuletzt gespeicherte Sitzung, die mit der Benutzer-ID verbunden ist (oder in alternativen Ausführungsformen die UI-Geräte-ID) als die „Zielsitzung“ identifizieren, die dem UI-Gerät 112 (Block 1340) bereitgestellt wird. Der Server 150 kann die jüngsten Sitzungsdaten an das UI-Gerät 112 (Block 1350) übertragen. Wenn der Server 150 empfängt eine besondere Sitzung mit dem Antrag auf Wiederaufnahme Workflow verbunden ist, der Server 150 können die gespeicherten Sitzungsdaten für die betreffende Sitzung (im Speicher des 1203 in 12A gezeigt Server 150 gespeichert, zum Beispiel) als Daten identifizieren für die „Zielsitzung“, die an den UI-Gerät 112 (Block 1345) zur Verfügung gestellt werden. Der Server 150 kann die jeweiligen Sitzungsdaten an das UI-Gerät 112 (Block 1350) übertragen.
In alternativen Ausführungsformen kann der Server 150 eine zweite UI-Gerät 112, wobei die zweite UI-Gerät 112 empfängt die Sitzungsanforderung von einem ersten UI-Gerät 112 und stellt die Sitzungsdaten mit dem ersten UI-Gerät 112 sein.
14 ist ein Ablaufschema für ein exemplarisches Verfahren 1400 zum Generieren einer GUI-Konfiguration auf einem UI-Gerät 112. Verfahren 1400 kann es dem UI-Gerät 112 ermöglichen, seine Ausgaben in Übereinstimmung mit den Informationen zu liefern, die bei einer UI-Statusübertragung empfangen wurden, sowie in Übereinstimmung mit dem Kontext der Umgebung und Verwendung des UI-Geräts 112. Verfahren 1400 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel in einem der UI-Geräte 112 oder 112a–g (1–10 und 12). Verfahren 1400 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 gespeichert und durch den Prozessor 8310 ausgeführt werden.
Verfahren 1400 beginnt, wenn das UI-Gerät 112 Kontextdaten (Block 1405) identifiziert. Das UI-Gerät 112 kann auch Einheiten identifizieren, die mit den Kontextdaten verbunden sind. Die Kontextdaten können beliebige Kontextinformationen oder Elemente sein. In einer Ausführungsform können die Kontextdaten alle Elemente darstellen, die in den Kontextsensitivitätsdaten 1540 oder den Daten zur Arbeitsaufgabe 1550 enthalten sind und in Bezug auf 15 beschrieben werden. Die verbundenen Einheiten können alle Bereiche, Ausstattungen, Geräte oder Parameter sein, die mit dem Kontext verbunden sind.
Verfahren 1400 kann das Empfangen von UI-Statusinformationen 896 umfassen, zum Beispiel die in 12 (Block 14) gezeigten UI-Statusinformationen 896. Das UI-Gerät 112 kann die UI-Statusinformationen 896 von einem Gerät oder System empfangen, das die in 13 gezeigte Verfahren 1300 implementiert. Nach Erhalt der UI-Statusinformationen 896 kann das UI-Gerät 112 Einheiten anhand der empfangenen UI-Statusinformationen 896 (Block 1420) identifizieren. Eine Einheit können jegliche Bereiche, Geräte, Systeme oder Parameter im Prozess sein. In der Regel sind die Einheiten, die mit den UI-Statusinformationen 896 verbunden sind, auch mit den Informationen verbunden, die an dem letzten UI-Gerät 112 bereitgestellt waren, an dem UI-Statusinformationen 896 erfasst wurden.
Das UI-Gerät 112 kann die Einheiten (Block 1430) priorisieren. Eine Einheit kann eine höhere oder niedrigere Priorität haben, dies ist abhängig von Faktoren wie die Bedeutung der Einheit für einen stabilen Betrieb des Prozesses, für die Zeitempfindlichkeit (z. B. ein Stapel wird fehlerhaft, wenn eine Einheit nicht schnell adressiert wird), für den Standort (z. B. wenn das UI-Gerät 112 sich nah an einem Standort befindet, der mit einer Einheit verbunden ist), für den Status (z. B. wenn eine Einheit eine Fehlfunktion aufweist oder mit einer Fehlfunktion verknüpft ist), für den Alarmzustand (z. B. wenn die Einheit mit einem Parameterwert außerhalb des normalen Betriebsbereichs verknüpft ist), für den Zeitplan (z. B. wenn eine Einheit mit einem Offline-Geräte verknüpft ist) oder für die Relevanz der Arbeitsaufgabe (z. B. wenn die Einheit zu einer Arbeitsaufgabe in Bezug steht, die mit dem Benutzer oder dem UI-Gerät 112 verbunden ist).
Das UI-Gerät 112 kann eine GUI-Konfiguration erzeugen, die auf den priorisierten Einheiten (Block 1435) basiert. Eine Priorisierung der Einheiten kann notwendig sein, wenn das UI-Gerät 112 nicht alle relevanten Informationen anzeigen kann, die für die Einheiten relevant sind, die in den Kontextdaten und der empfangenen Sitzung identifiziert wurden. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das vorherige UI-Gerät 112 eine Workstation mit einem normalen UI-Typ sein, während das UI-Gerät 112, das die UI-Statusinformationen 896 empfängt, ein Tablet mit einem mobilen UI-Typ ist. Da mobile UI-Geräte für kleinere Bildschirme konfiguriert sind, bieten sie oft weniger Informationen. Daher würde das UI-Gerät 112, auch wenn das UI-Gerät 112 vermieden hat, solche Einheiten zu identifizieren, die Kontextdaten zugeordnet sind, dennoch bestimmte Einheiten priorisieren, um zu festzustellen, für welche Einheiten das UI-Gerät 112 Informationen liefern sollte.
In alternativen Ausführungsformen kann das System oder Gerät, das die UI-Statusinformationen 896 bereitstellt, den Typ des UI-Geräts oder den Gerätetyp des UI-Geräts 112 identifizieren, das die UI-Statusinformationen 896 empfängt. In solchen Ausführungsformen kann das bereitstellende System die UI-Statusinformationen 896 anpassen, die für das UI-Gerät 112 bereitgestellt werden. Mit anderen Worten, das bereitstellende System kann mehr oder weniger Informationen bereitstellen, je nach UI-Typ oder Gerätetyp. Das bereitstellende System kann auch Anzeigedaten liefern, die für den UI-Typ oder Gerätetyp formatiert sind.
15 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens 1500 für die direkte Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten 112 in der verfahrenstechnischen Anlage 10. Verfahren 1500 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel in einem der UI-Geräte 112. Verfahren 1500 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 gespeichert und durch den Prozessor 810 ausgeführt werden.
Verfahren 1500 beginnt mit einem ersten UI-Gerät 112, das eine oder mehrere erste Routinen zum Ausführen einer Funktion (Block 1505) ausführen kann. Die Funktion kann eine Steuerfunktion, Bedienungsfunktion, Konfigurationsfunktion, Wartungsfunktion, Datenanalysefunktion, Managementfunktion, Qualitätskontrollfunktion oder eine Sicherheitsfunktion sein. Das erste UI-Gerät 112 kann über ein Netzwerk mit einem einheitlichen logischen Datenspeicherbereich verbunden sein, z. B. das Big-Data-System 102. Der einheitliche logische Datenspeicherbereich kann so konfiguriert werden, dass, unter Verwendung eines gemeinsamen Formats, Prozessdaten gespeichert werden, die der verfahrenstechnischen Anlage entsprechen. Die Prozessdaten können mehrere Arten von Prozessdaten umfassen, einschließlich Konfigurationsdaten, kontinuierliche Daten, Chargendaten, Messdaten und Ereignisdaten.
Das erste UI-Gerät 112 kann Statusinformationen zu einem zweiten UI-Gerät 112 (Block 1510) übermitteln. Die Statusinformationen können eine oder mehrere erste Routinen angeben, die auf dem ersten UI-Gerät 112 in Betrieb sind. In einigen Ausführungsformen können die Statusinformationen über eine Internet-Verbindung übertragen werden. In anderen Ausführungsformen können die Statusinformationen über ein Zwischennetzwerk weitergegeben werden. In noch anderen Ausführungsformen können die Statusinformationen über eine Punkt-zu-Punkt-Funkverbindung vom ersten UI-Gerät 112 an das zweite UI-Gerät 112 übergeben werden. In einigen Fällen können die Statusinformationen über eine drahtlose Kommunikation gemäß einem Protokoll wie dem Bluetooth-Protokoll oder dem NFC-Protokoll weitergeleitet werden. In anderen Fällen können die Statusinformationen über ein Zwischengerät (das der Server 150 sein kann) vom ersten UI-Gerät 112 an das zweite UI-Gerät 112 übertragen werden. In bestimmten Fällen kann das erste UI-Gerät 112 die Statusinformationen an das zweite UI-Gerät 112 übertragen, wenn die UI-Geräte 112 sich gegenseitig erkennen und auf beiden Geräten der gleiche Benutzer protokolliert wird. In einigen Ausführungsformen können die Statusinformationen aufgrund einer Anweisung zur Übergabe der Statusinformationen, die am ersten UI-Gerät 112 empfangen wird, übergeben werden. In bestimmten Ausführungsformen vereinfacht die Übergabe von Statusinformationen einen oder mehrere der folgenden Punkte: Zusammenarbeit der beiden UI-Geräte 112 mit verschiedenen Benutzern; Mobilität eines einzelnen Benutzers über die beiden UI-Geräte 112; Gerätesensitivität des Benutzerstandortes innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage oder Gerätesensitivität der Nähe des Benutzers zu einer bestimmten Prozessanlagenausrüstung.
Das zweite UI-Gerät 112 kann die Statusinformationen empfangen und eine oder mehrere zweite Routinen (Block 1515) ausführen. Die Anzeige des zweiten UI-Geräts 112 kann entsprechend dem gespeicherten Status und entsprechend dem Gerätetyp des UI-Typs des zweiten UI-Geräts 112 konfiguriert werden. Die zweiten Routinen können einer oder mehreren der ersten Routinen entsprechen, die auf dem ersten UI-Gerät 112 in Betrieb sind. In einigen Ausführungsformen kann das zweite UI-Gerät 112 ein Signal von einer Komponente zur Standortsensitivität empfangen und es kann die Ausführung von einer oder mehreren zweiten Routinen entsprechend dem empfangenen Signal modifizieren. In bestimmten Fällen kann die Komponente zur Standortsensitivität ein Signal vom zweiten UI-Gerät 112 erhalten. Das Signal kann dazu führen, dass das zweite UI-Gerät 112 über das Netz die Ausführung der einen oder mehreren Routinen entsprechend dem empfangenen Signal modifiziert. Das Modifizieren der Ausführung von einer oder mehreren Routinen kann einen oder mehrere der folgenden Punkte umfassen: Hervorheben eines Bereichs der verfahrenstechnischen Anlage, in dem sich das zweit UI-Gerät 112 befindet; Anzeigen von Informationen über ein bestimmtes Gerät innerhalb einer festgelegten Entfernung vom zweiten UI-Gerät 112; Anzeigen eines Alarms, der für ein Gerät in dem Bereich der verfahrenstechnischen Anlage relevant ist, in dem sich das zweite UI-Gerät 112 befindet; oder Anzeigen einer Arbeitsaufgabe, die zu einem Gerät im Bereich der verfahrenstechnischen Anlage gehört, in dem sich das zweite UI-Gerät 112 befindet.
In einigen Ausführungsformen kann das zweite UI-Gerät 112 ein Signal von einer Komponente zur Gerätesensitivität empfangen und es kann die Ausführung von einer oder mehreren zweiten Routinen entsprechend dem empfangenen Signal modifizieren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Komponente zur Gerätesensitivität einen Sender umfassen, der ein drahtloses Signal an das zweite UI-Gerät 112 überträgt. Das drahtlose Signal kann das Gerät identifizieren, mit dem der Sender verknüpft ist.
In einigen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten UI-Geräte 112 und das zweite UI-Gerät 112 Mobilgeräte sein. In anderen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten und zweiten UI-Geräte 112 Workstations sein. In einigen Ausführungsformen kann ein UI-Gerät 112 ein Mobilgerät sein und das andere kann eine Workstation sein. In einer Ausführungsform kann das zweite UI-Gerät 112 eine Anzeige anhand der Statusinformationen konfigurieren, die vom ersten UI-Gerät 112 empfangen wurden, sowie gemäß einem Gerätetyp oder UI-Typ, der mit dem zweiten UI-Gerät 112 verknüpft ist.
16 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens 1600 für die Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten 112, die mit dem Server 150 in der Prozessanlage 10 verbunden sind. Verfahren 1600 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 1600, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 1600 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 1600 beginnt mit einem ersten UI-Gerät 112, das eine oder mehrere erste Routinen zum Ausführen einer Funktion in einer verfahrenstechnischen Anlage (Block 1605) ausführen kann. Das erste UI-Gerät 112 kann den Status der einen oder der mehreren ersten Routinen verfolgen, die am ersten UI-Gerät 112 (Block 1610) ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Server 150 den Status der einen oder der mehreren ersten Routinen verfolgen, die an einem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt werden. Das erste UI-Gerät 112, oder der Server 150, kann die verfolgten Zustände der einen oder mehreren ersten Routinen speichern (Block 1615).
Das erste UI-Gerät 112, oder der Server 150, kann den gespeicherten Status des einen oder der mehreren ersten Routinen an ein zweites UI-Gerät 112 (Block 1620) übertragen. In einigen Ausführungsformen können die Statusinformationen über eine Internet-Verbindung übertragen werden. In anderen Ausführungsformen können die Statusinformationen über eine Punkt-zu-Punkt-Funkverbindung vom ersten UI-Gerät 112 oder dem Server 150 an das zweite UI-Gerät 112 übergeben werden. Die Statusinformationen können auch vom ersten UI-Gerät 112 oder vom Server 150 über ein Zwischengerät an das zweite UI-Gerät 112 übertragen werden. In einigen Fällen können die Statusinformationen über eine drahtlose Kommunikation gemäß einem Protokoll wie dem Bluetooth-Protokoll oder dem Near Field Communication-Protokoll weitergeleitet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Zustand an das zweite UI-Gerät 112 übertragen werden, wenn das erste UI-Gerät 112 vom zweiten UI-Gerät 112 erkannt wird, oder wenn das zweite UI-Gerät 112 vom ersten UI-Gerät 112 erkannt wird. Das Übertragen des gespeicherten Status an das zweite UI-Gerät 112 kann das Übertragen des gespeicherten Status an das erste UI-Gerät 112 umfassen, wenn am ersten UI-Gerät 112 die Anweisung empfangen wurde, dass das erste UI-Gerät 112 den gespeicherten Status an das zweite UI-Gerät 112 übertragen soll.
Das zweite UI-Gerät 112 kann eine oder mehrere zweite Routinen ausführen, wobei die zweiten Routinen der einen oder den mehreren ersten Routinen entsprechen, die auf dem ersten UI-Gerät 112 (Block 1625) ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das zweite UI-Gerät 112 ein Signal empfangen. Das Signal kann die Nähe des zweiten UI-Geräts 112 zu einem Gerät oder Standort angeben. Nach Empfang des Signals kann das zweite UI-Gerät 112 die Ausführung der einen oder der mehreren zweiten Routinen entsprechend dem empfangenen Signal modifizieren. In einigen Ausführungsformen kann das zweite UI-Gerät 112 an eine Komponente zur Standortsensitivität ein Signal übertragen, das die Nähe des zweiten UI-Geräts 112 zu dem Gerät oder Standort angibt. In einer solchen Ausführungsform kann das zweite UI-Gerät 112 von einem Server 150 spezifische Informationen zu dem Gerät oder Standort empfangen.
In einigen Ausführungsformen kann das zweite UI-Gerät 112 eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen ergreifen, wenn es sich in der Nähe des Geräts oder Standorts befindet: Hervorheben eines Bereichs der verfahrenstechnischen Anlage, in dem sich das zweit UI-Gerät 112 befindet; Anzeigen von Informationen über ein bestimmtes Gerät innerhalb einer festgelegten Entfernung vom zweiten UI-Gerät 112; Anzeigen eines Alarms, der für ein Gerät in dem Bereich der verfahrenstechnischen Anlage relevant ist, in dem sich das zweite UI-Gerät 112 befindet, Anzeigen einer Arbeitsaufgabe, die zu einem Gerät im Bereich der verfahrenstechnischen Anlage gehört, in dem sich das zweite UI-Gerät 112 befindet; Hervorheben an einer Anzeigeausrüstung einer Prozessanlage, die mit dem empfangenen Signal verknüpft ist; Anzeigen von Informationen zu einem bestimmten Gerät, das mit dem Signal verknüpft ist, am zweiten UI-Gerät 112; Anzeigen eines Alarms auf dem Gerät, das mit dem empfangenen Signal verknüpft ist, oder Anzeigen einer Arbeitsaufgabe, die zu dem Gerät gehört, das mit dem empfangenen Signal verknüpft ist.
In einigen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten UI-Geräte 112 und das zweite UI-Gerät 112 Mobilgeräte sein. In anderen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten und zweiten UI-Geräte 112 Workstations sein. In einigen Ausführungsformen kann ein UI-Gerät 112 ein Mobilgerät sein und das andere kann eine Workstation sein. In einer Ausführungsform kann das zweite UI-Gerät 112 eine Anzeige anhand der Statusinformationen konfigurieren, die vom ersten UI-Gerät 112 empfangen wurden, sowie gemäß einem Gerätetyp oder UI-Typ, der mit dem zweiten UI-Gerät 112 verknüpft ist.
17 ist ein Ablaufschema eines weiteren Verfahrens 1700 für die Übertragung von Statusinformationen zwischen zwei UI-Geräten 112 in der verfahrenstechnischen Anlage 10. Verfahren 1700 kann, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 1700 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 aus 12 ausgeführt werden.
Verfahren 7500 beginnt mit dem Server 150, der eine oder mehrere Funktionen im Zusammenhang mit Prozessdaten (Block 1705) bereitstellen kann. In einigen Ausführungsformen können die Prozessdaten in einem einheitlichen, logischen Datenspeicherbereich gespeichert werden und in einem gemeinsamen Format gespeichert werden. Die Prozessdaten können mehrere Arten von Prozessdaten umfassen, einschließlich Konfigurationsdaten, kontinuierliche Daten, Chargendaten, Messdaten und Ereignisdaten.
Der Server 150 kann es einem ersten UI-Gerät 112 erlauben, über den Server 150 auf die Prozessdaten zuzugreifen. Der Server 150 kann es dem ersten UI-Gerät 112 auch erlauben, Statusinformationen auf dem Server 150 (Block 1710) zu behalten. Die Statusinformationen können ein Hinweis auf den Zustand des UI sein, der auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt wird.
Der Server 150 kann es einem zweiten UI-Gerät 112 erlauben, über den Server 150 auf die Prozessdaten und Statusinformationen (Block 1710) zuzugreifen. Das zweite UI-Gerät 112 kann ein UI in Übereinstimmung mit den Statusinformationen ausführen.
In einigen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten UI-Geräte 112 und das zweite UI-Gerät 112 Mobilgeräte sein. In anderen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten und zweiten UI-Geräte 112 Workstations sein. In einigen Ausführungsformen kann ein UI-Gerät 112 ein Mobilgerät sein und das andere kann eine Workstation sein.
18 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens 1800, welches das Betreiben der verfahrenstechnischen Anlage 10 darstellt, die mithilfe von UI-Geräten 112 mit der mobilen Schaltzentrale verbunden ist. Verfahren 1800 kann, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 1800 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 1800 beginnt mit einem ersten UI-Gerät 112, das auf den Server 150 (Block 1805) zugreifen kann. Der Server 150 kann mit einer Datenbank verbunden werden, die Prozessdaten speichert. Das erste UI-Gerät 112 kann einem ersten Benutzerprofil zugeordnet werden. Das erste UI-Gerät 112 kann eine Funktion in der verfahrenstechnischen Anlage (Block 1810) ausführen.
Ein zweites UI-Gerät 112 kann Zugriff auf den Server 150 (Block 1812) beantragen. Das zweite UI-Gerät 112 kann dem ersten Benutzerprofil zugeordnet werden. Der Server 150 kann Statusinformationen speichern, in denen die Statusinformationen mit dem Status des ersten UI-Geräts 112 (Block 1815) verknüpft sind.
Der Server 150 kann Zugriff auf das zweite UI-Gerät 112 bieten, wobei der Zugriff in Übereinstimmung mit den gespeicherten Statusinformationen (Block 1820) stehen kann. Das zweite UI-Gerät 112 kann eine Funktion in der verfahrenstechnischen Anlage (Block 1825) ausführen.
In einigen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten UI-Geräte 112 und das zweite UI-Gerät 112 Mobilgeräte sein. In anderen Ausführungsformen können eins oder beide der ersten und zweiten UI-Geräte 112 Workstations sein. In einigen Ausführungsformen kann ein UI-Gerät 112 ein Mobilgerät sein und das andere kann eine Workstation sein.
19 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens 1900, ausgeführt auf einem Server, welche die mobile Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage 10 vereinfacht. Verfahren 1900 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 1900, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 1900 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 1900 beginnt mit dem Server 150, der Prozessdaten für die Anzeige auf einem ersten UI-Gerät 112 (Block 1905) formatieren kann. In einigen Fällen können die formatierten Prozessdaten auf einem Web-Browser angezeigt werden, der auf dem ersten UI-Gerät 112 ausführt wird. Der Server 150 kann die Prozessdaten gemäß einem Gerätetyp oder einem UI-Typ des ersten UI-Geräts 112 formatieren.
Der Server 150 kann an das erste UI-Gerät 112 die formatierten Prozessdaten (Block 1910) übertragen. Insbesondere kann der Server 150 an das erste UI-Gerät 112 Prozessdaten übertragen, die in einer Mehrzweck-Prozesssteuerungsanwendung angezeigt werden können, die auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt wird.
Der Server 150 kann die Statusinformationen speichern, die mit der Anzeige der Prozessdaten auf dem ersten UI-Gerät 112 (Block 1915) verknüpft sind. Das Speichern der Statusinformationen kann das Speichern von einem oder mehreren der folgenden Punkte umfassen: eine Anzeigekonfiguration des ersten UI-Geräts 112; eines Abschnitts der verfahrenstechnischen Anlage, der vom ersten UI-Gerät 112 angezeigt wird; Daten eines Geräts der verfahrenstechnischen Anlage, die vom ersten UI-Gerät 112 angezeigt werden; eine Funktion, die auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt wird und eine oder mehrere der folgenden Funktionen umfasst: Steuerfunktion, Bedienungsfunktion, Konfigurationsfunktion, Wartungsfunktion, Datenanalysefunktion, Qualitätskontrollfunktion oder eine Sicherheitsfunktion; und ein Benutzerprofil, das auf dem ersten UI-Gerät 112 aktiv ist.
Der Server 150 kann die Prozessdaten zur Anzeige auf einem zweiten UI-Gerät 112 gemäß der gespeicherten Statusinformationen (Block 1920) formatieren. Der Server 150 kann an das zweite UI-Gerät 112 die Prozessdaten (Block 1925) übertragen. Insbesondere kann der Server 150 die Prozessdaten gemäß einem Gerätetyp oder einem UI-Typ des zweiten UI-Geräts 112 formatieren. In einigen Fällen kann der Gerätetyp des zweiten UI-Geräts 112 sich von dem Gerätetyp des ersten UI-Geräts 112 unterscheiden. Zum Beispiel kann das erste UI-Gerät 112 eine Workstation sein und das zweite UI-Gerät 112 kann ein Mobilgerät sein. Alternativ kann das erste UI-Gerät 112 ein Mobilgerät sein und das zweite UI-Gerät 112 kann eine Workstation sein. In einigen Ausführungsformen kann der Server 150 die Prozessdaten für eine Anzeige auf dem zweiten UI-Gerät 112 formatieren, so dass ein Betriebszustand des ersten UI-Geräts 112 auf dem zweiten UI-Gerät 112 dupliziert wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Server 150 eine Anforderung vom zweiten UI-Gerät 112 empfangen, um am zweiten UI-Gerät 112 eine Benutzerschnittstelle entsprechend der gespeicherten Statusinformationen bereitzustellen. Der Server 150 kann mit dem zweiten UI-Gerät 112 und als Antwort auf die Anforderung, eine Benutzerschnittstelle bereitzustellen, einen sicheren Kommunikationskanal zwischen dem Server 150 und dem zweiten UI-Gerät 112 einrichten.
20 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens 2000 zum Übertragen des Status des ersten UI-Geräts 112 an das zweite UI-Gerät 112. Verfahren 2000 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 2000, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 2000 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 2000 beginnt mit einem ersten UI-Gerät 112 oder dem Server 150, der die auf einer Anzeige des ersten UI-Geräts 112 (Block 2005) dargestellten Grafiken identifizieren kann.
Das erste UI-Gerät 112 oder der Server 150 kann Daten der Prozesseinheit identifizieren, die mit den Grafiken verknüpft sind, die auf der Anzeige des ersten UI-Geräts 112 (Block 2010) bereitgestellt werden. Die Identifizierung der Daten der Prozesseinheit können einen oder mehrere der folgenden Punkte umfassen: Prozessparameterdaten, die mit den Grafiken auf der Anzeige des ersten UI-Geräts 112 verknüpft sind; ein Prozessanlagenbereich, der mit den Grafiken auf der Anzeige des ersten UI-Geräts 112 verknüpft ist; ein Feldgerät, das mit den Grafiken auf der Anzeige des ersten UI-Geräts 112 verknüpft ist; eine Anwendung, die auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt wird; oder der Status einer Anwendung, die auf dem ersten UI-Gerät 112 ausgeführt wird.
Das erste UI-Gerät 112 oder der Server 150 kann die identifizierten Daten der Prozesseinheit an ein zweites UI-Gerät 112 (Block 2020) übertragen. Das erste UI-Gerät 112 oder der Server 150 kann die identifizierten Grafiken für das zweite UI-Gerät 112 (Block 2020) bereitstellen.
21 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens 2100 zum Initiieren einer UI-Sitzung auf einem ersten UI-Gerät 112. Verfahren 2100 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 2100, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 2100 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 2100 beginnt mit dem Server 150, der von einem ersten UI-Gerät 112 eine Sitzungsanforderung (Block 2105) empfangen kann.
Der Server 150 kann ein Benutzerprofil identifizieren, das mit der Sitzungsanforderung (Block 2110) verknüpft ist. Das Identifizieren eines Benutzerprofils, das mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, kann umfassen, dass vom ersten UI-Gerät 112 eine Benutzer-ID empfangen wird, die mit dem Benutzerprofil verknüpft ist. Die Benutzer-ID kann aktuell am ersten UI-Gerät 112 angemeldet sein. Das Identifizieren eines Benutzerprofils kann auch umfassen, dass vom ersten UI-Gerät 112 eine Benutzer-ID empfangen wird, die mit dem Benutzerprofil verknüpft ist, wobei die Benutzer-ID aktuell an einem zweiten UI-Gerät 112 angemeldet sein kann.
Der Server 150 kann feststellen, ob eine vorherige Sitzung vorhanden ist (Block 2115). Die Feststellung kann z. B. beinhalten, dass vom ersten UI-Gerät 112 eine Sitzungs-ID angefordert wird, die mit der vorherigen Sitzung verknüpft ist. In einigen Ausführungsformen kann die Feststellung beinhalten, dass vom ersten UI-Gerät 112 und als Antwort auf die Anforderung einer Sitzungs-ID eine Sitzungs-ID empfangen wird. In einigen Ausführungsformen kann die Feststellung beinhalten, dass die Sitzungs-ID, die mit der Sitzungsanforderung empfangen wurde, identifiziert wird.
Der Server 150 kann eine neue Sitzung instanziieren, die der vorherigen Sitzung entspricht, wenn eine vorherige Sitzung vorhanden ist (Block 2115). Alternativ kann der Server 150 eine neue Sitzung instanziieren, wenn keine vorherige Sitzung vorhanden ist, wobei die neue Sitzung unter Verwendung eines Standardsitzungskonfiguration instanziiert werden kann. Das Instanziieren einer neuen Sitzung gemäß einer früheren Sitzung kann umfassen, dass festgestellt wird, ob mit der Sitzungsanforderung eine Sitzungs-ID empfangen wurde. Wenn mit der Sitzungsanforderung eine Sitzungs-ID empfangen wurde, kann der Server 150 eine Sitzung instanziieren, die mit der Sitzungs-ID verknüpft ist. Wenn mit der Sitzungsanforderung keine Sitzungs-ID empfangen wurde, kann der Server 150 eine Sitzung instanziieren, die mit einer aktuellen Sitzung verknüpft ist, z. B. mit der jüngsten Sitzung einer Benutzer-ID, die mit dem ersten UI-Gerät 112 verknüpft ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 2100 auch den Server 150 umfassen, der an das zweite UI-Gerät 112 eine Anforderung sendet, auf dem ersten UI-Gerät 112 eine Sitzung zu instanziieren, die der Sitzung entspricht, die auf dem zweiten UI-Gerät 112 in Betrieb ist. Verfahren 2100 kann auch umfassen, dass der Server 150 vom zweiten Client-Gerät eine Bestätigung empfängt.
22 ist ein Ablaufschema eines zweiten Verfahrens 2200 zum Initiieren einer UI-Sitzung auf einem ersten UI-Gerät 112. Verfahren 2200 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 2200, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 2200 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Verfahren 2200 beginnt mit dem Server 150, der von einem ersten UI-Gerät 112 eine Sitzungsanforderung (Block 2205) empfangen kann. Das Empfangen der Sitzungsanforderung kann umfassen, dass eine ZielSitzungs-ID und ein Gerätetyp empfangen werden.
Der Server 150 kann einen Gerätetyp identifizieren, der mit der Sitzungsanforderung (Block 2210) verknüpft ist. Der Server 150 kann die Konfiguration einer grafischen Benutzerschnittstelle identifizieren, die dem Gerätetyp (Block 2215) entspricht. Der Server 150 kann eine Zielsitzung identifizieren, die mit der Sitzungsanforderung (Block 2220) verknüpft ist.
Der Server 150 kann eine neue Sitzung für das erste UI-Gerät 112 konfigurieren, das der identifizierten Konfiguration der grafischen Benutzeroberfläche und der identifizierten Zielsitzung entspricht. Der Server 150 kann an das erste UI-Gerät 112 die Daten übertragen, die mit der neuen Sitzung verknüpft sind (Block 2225). Das Konfigurieren der neuen Sitzung kann umfassen, dass als Sitzungsdaten ein oder mehrere Prozessbereiche, eine Geräteressource oder eine Reihe von Prozessdaten identifiziert wird, die überwacht oder in der Zielsitzung gesteuert werden. Das Konfigurieren der neuen Sitzung kann auch umfassen, dass die neue Sitzung gemäß den Einschränkungen konfiguriert wird, die mit der identifizierten Konfiguration der grafischen Benutzerschnittstelle verknüpft sind. Das Konfigurieren der neuen Sitzung kann ferner die Identifizierung von Kontextdaten umfassen, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind.
Das Identifizieren von Kontextdaten kann Folgendes umfassen: Identifizieren eines Standorts des ersten UI-Geräts 112 in der verfahrenstechnischen Anlage; Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit dem ersten UI-Gerät 112 verknüpft ist; Identifizieren von einem oder mehreren Geräten zur Prozesssteuerung in einem vorbestimmten Abstand vom ersten UI-Gerät 112; Identifizieren einer Funktion, die auf einem zweiten UI-Gerät 112 ausgeführt wird, das mit der Zielsitzung verknüpft ist; oder Identifizieren einer Benutzer-ID, die mit einem zweiten UI-Gerät verknüpft ist, das mit der Zielsitzung verknüpft ist.
Kontextsensitivität
23 illustriert einen zweiten Aspekt einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale 2300 – Kontextsensitivität. Die mobile Schaltzentrale 2300 umfasst ein UI-Gerät 112 und eine Prozesseinheit 199. Die Prozesseinheit 199 kann eine aktuelle Aufgabe, ein Benutzer, ein Prozessbereich, ein Gerät, ein Teil einer Ausrüstung oder ein anderes UI-Gerät sein. Die mobile Schaltzentrale 2300 kann auf einen oder mehrere Kontexte in Kombination reagieren, und sie kann auf den einen oder die mehreren Kontexte in mehreren Weisen reagieren, wie nachstehend beschrieben. Im Allgemeinen ruft das UI-Gerät 112 Informationen darüber ab, welche Daten angezeigt werden und in welchem Format die Daten angezeigt werden sollen, und es ruft die Daten je nach Kontext ab bzw. zeigt sie an.
In einigen Ausführungsformen sind die Informationen, welche die Typen und das Format der anzuzeigenden Daten angeben, in einer erweiterten Gerätebeschreibungssprache (DDL) enthalten. Eine DDL ist eine für Menschen lesbare Sprache, die ein Protokoll für Folgendes zur Verfügung stellt: Beschreibung der Daten von einem intelligenten Gerät; Bedeutung der Daten, die mit dem intelligenten Gerät verknüpft sind und davon abgerufen werden; die für die Implementierung des intelligenten Geräts verfügbaren Verfahren; das Format für die Kommunikation mit dem intelligenten Gerät, um Daten, Informationen zur Benutzerschnittstelle des Geräts (z. B. Bearbeiten von Anzeigen und Menüs) und Daten, die für den Umgang oder die Interpretation anderer Informationen im Zusammenhang mit dem intelligenten Gerät notwendig sind, zu erhalten. Eine erweiterte DDL kann unter anderem auch Folgendes enthalten: welche Informationen sollen für verschiedene Arten von Benutzern angezeigt werden; wie sollen die den verschiedenen Typen von Benutzern angezeigten Informationen formatiert werden; welche Informationen sollen auf verschiedenen Arten von Displays angezeigt werden; wie sollen die Informationen formatiert werden, die auf verschiedenen Arten von Displays angezeigt werden; welche Informationen sollten angesichts einer Zielfunktion angezeigt werden (d.h. welche Informationen sollen angezeigt werden, wenn ein Benutzer eine bestimmte Aufgabe ausführt); wie sollen die Informationen formatiert werden, die einem Benutzer angezeigt werden, der eine bestimmte Aufgabe ausführt; und wie sollen Anweisungen kombiniert werden, die verschiedenen Profilen entsprechen, die aus unterschiedlichen Benutzern, Zielfunktionen und Anzeigetypen kombiniert sind.
Das UI-Gerät 112 kann die DDL oder erweiterte DDL für ein bestimmtes Gerät vom Server 150 herunterladen, wenn sich das UI-Gerät 112 in der Nähe eines bestimmten Prozesssteuerungsgeräts befindet, und/oder wenn der Benutzer die Anzeige der Informationen anfordert, die mit dem Prozesssteuerungsgerät in Bezug stehen. In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die DDL oder erweiterte DDL (gemeinsam im Folgenden als „DDL“ bezeichnet) für eine spätere Verwendung zwischenspeichern, nachdem sie verwendet wurde. Durch das Zwischenspeichern der DLL für ein Gerät kann das UI-Gerät 112 die Anzeigeinformationen schneller bereitstellen, wenn ein bestimmter Kontext oder eine bestimmte Anzeige aktiviert/angefordert wird. Das UI-Gerät 112 kann die DDL-Daten im Hintergrund aktualisieren, falls die DDL sich verändert hat. Die DDL kann sich aufgrund von Folgendem verändern: Benutzereinstellungen; Normen für die verfahrenstechnische Anlage; Feststellungen des Expertensystems darüber, welche Informationen in einem bestimmten Kontext nützlich sind (z. B. wenn das Expertensystem feststellt, dass ein bestimmter Parameter oder Wert für den Alarmfall wichtig ist usw.), und dergleichen.
In einer bestimmten Ausführungsform kann die mobile Schaltzentrale 2300 und insbesondere das von einem Benutzer getragene UI-Gerät 112 Benutzerinformationen anzeigen (z. B. Status, Prozessvariablen und/oder Parameter, usw.), die mit einem bestimmten Prozesssteuerungsgerät in Bezug stehen, das sich in der Nähe des Benutzers befindet. Das UI-Gerät 112 kann in der nachfolgend beschriebenen Weise die Position des UI-Geräts 112 feststellen und/oder feststellen, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe des Prozesssteuerungsgeräts befindet. Nachdem festgestellt wurde, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe des Prozesssteuerungsgeräts befindet, kann das UI-Gerät 112 eine DDL abrufen oder darauf zugreifen, die gerätespezifische Daten angibt (z. B. Prozessparameter, Status, Wartungsinformationen usw.), die angezeigt werden sollen, und dann können die gerätespezifischen Daten, die der DDL entsprechen, heruntergeladen und angezeigt werden. In einigen Ausführungsformen können die für ein bestimmtes Prozesssteuerungsgerät angezeigten Daten sich auf Daten beziehen, die zu anderen Prozesssteuergeräten in Bezug stehen, beispielsweise Daten über den Betrieb oder Status von benachbarten Geräten, Daten über den Betrieb des Verfahrens (z. B. Zustand einer Batch-Rezeptur) usw.
In einer anderen Ausführungsform kann das UI-Gerät 112 Informationen anzeigen, die nicht nur dem Standort des Geräts und/oder der Nähe des Geräts zu einem bestimmten Prozesssteuergerät entsprechen, sondern auch solche, die dem Benutzer und insbesondere dem Kontrollbereich des Benutzers entsprechen. Bei der Prozesssteuerung bezieht sich der Kontrollbereich auf die Rolle des Benutzers und auf die Aufgaben und die Ausrüstung, für die der Benutzer verantwortlich ist. Der Kontrollbereich eines Benutzers kann verschiedene Aspekte des Prozesses beeinflussen, z. B. die Prozessparameter, die der Benutzer anzeigen kann; die Prozessparameter, die der Benutzer ändern kann; die Zeiten, zu denen der Benutzer Prozessparameter ändern kann; die Bereiche und/oder Geräte der Prozessanlage, die der Benutzer anzeigen/ändern kann; die Alarme/Warnungen, die der Benutzer bestätigen kann; die Wartungsaufgaben, die der Benutzer ausführen kann; die Entscheidungen, die der Benutzer treffen soll oder kann usw. Daher kann das UI-Gerät 112 in solchen Ausführungen von einem Benutzerprofil für den Benutzer (auf dem UI-Gerät 112 oder auf dem Server 150 gespeichert) Informationen über die Rolle und/oder den Kontrollbereich des Benutzers abrufen und die spezifischen Daten für diese Rolle und/oder diesen Kontrollbereich des Benutzers anzeigen. Zum Beispiel können die angezeigten Daten nützlich dabei sein, wenn der Benutzer bei einem bestimmten Zustand der Anlage Entscheidungen über die Kontrolle trifft, sofern der Benutzer ein Bediener ist. Außerdem können die durch das UI-Gerät 112 angezeigten Informationen gemäß der Rolle oder dem Kontrollbereich des Benutzers formatiert werden. Wenn sich zum Beispiel das UI-Gerät 112 in der Nähe eines Mischbehälters befindet, kann das von einem Bediener verwendete UI-Gerät 112 den Betriebszustand des Behälters anzeigen sowie seine Kapazität, seinen Füllstand, die Temperatur des Materials im Behälter, den Druck im Behälter, den Status aller Eingangs-/Ausgangsventile, die Material in den Behälter einleiten bzw. aus ihm herausleiten, die Alarme oder Warnungen in Bezug auf den Behälter sowie den Status einer gerade ausgeführten Batch-Rezeptur. Wenn das gleiche UI-Gerät 112 von einem Wartungstechniker in der Nähe des gleichen Mischbehälters verwendet wird, kann das UI-Gerät 112 den Status des Mischbehälters anzeigen sowie die Kalibrierungsdaten von Sensoren im Mischbehälter, den Tag, an dem der Tank zuletzt gewartet und/oder gereinigt wurde, eine Liste der geplanten Wartungsaufgaben für (oder in Bezug auf) den Mischbehälter, alle Alarme, die auf erforderliche Wartungsarbeiten hinweisen, das Material im Behälter, sämtliche Absperrungen, wenn der Behälter außer Betrieb ist, das Vorhandensein von Rückständen von Dämpfen usw.
In noch einer anderen Ausführungsform kann das UI-Gerät 112 Informationen anzeigen, die nicht nur dem Standort des Geräts und/oder der Nähe des Geräts zu einem bestimmten Prozesssteuergerät entsprechen, sondern auch solche, die einer Zielfunktion entsprechen. Zum Beispiel kann einem Benutzer eine Arbeitsaufgabe zugeordnet werden (z. B. durch das Überwachungsmodul 106). Dem UI-Gerät 112 kann bewusst sein (z. B. aufgrund der Zeit, für welche die Durchführung der Arbeitsaufgabe geplant ist, aufgrund der Eingabe eines Benutzers usw.), dass der Benutzer eine Aufgabe durchführen wird, die im Zusammenhang mit der Arbeitsaufgabe steht. Wenn der Benutzer an einen Standort oder in die Nähe eines Prozesssteuergeräts kommt, das zu der Arbeitsaufgabe in Bezug steht (d.h. Zielgeräte und Zielstandort), kann das UI-Gerät 112 Informationen anzeigen, die mit der spezifischen Aufgabe im Zusammenhang stehen. Unter erneuter Bezugnahme auf das Beispiel des Mischbehälters, kann einem Wartungstechniker, der eine Arbeitsaufgabe durchführt, die mit der Reinigung oder Wartung des Behälters in Bezug steht, vom UI-Gerät 112 der Betriebszustand des Behälters angezeigt werden und er kann Instruktionen oder Befehle erhalten, den Behälter zu deaktivieren, ihn außer Betrieb zu nehmen, ihn zu verriegeln oder andere Verfahren anzuwenden, die notwendig sind, um die Reinigungs- oder Wartungsfunktion zu beginnen, die mit der Arbeitsaufgabe verknüpft sind. Das UI-Gerät 112 kann auch Informationen aus dem Überwachungsmodul 104 extrahieren, vom Server 150, vom Big-Data-System 102 oder von einem oder mehreren Controllern, um die Wartungsfunktionen und die sichere Bedienung zu implementieren und/oder zu unterstützen. Wie in den obigen Beispielen (z. B. in Beispiel 4) beschrieben, kann das UI-Gerät 112 Informationen/Daten extrahieren, um die Sicherheit während einer Wartungsaufgabe zu erhöhen. Die Umsetzung dieser Konzepte wird in den folgenden Absätzen beschrieben.
Im Betrieb kann es die mobile Schaltzentrale 2300 dem UI-Gerät 112 ermöglichen, Informationen über die Umgebung und die Art der Verwendung des UI-Geräts 112 zu empfangen. Beispielsweise kann das UI-Gerät 112 seinen eigenen Standort in einer verfahrenstechnischen Anlage durch das Empfangen von Positionsdaten von einem stationären Standortgerät 118 identifizieren, beispielsweise von einem GPS-Gerät oder von einem Knoten an dem in 1A gezeigten Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 eine Routine zur Kontextsensitivität und/oder eine Routine zur Standortsensitivität ausführen, die den Standort eines Benutzers, seinen Zeitplan, seine Qualifikationen und/oder seine Fortschritte bei der Arbeitsaufgabe verfolgen kann. In anderen Ausführungsformen kann der in 1A gezeigte Server 150 die Routine zur Kontextsensitivität und/oder zur Standortsensitivität ausführen, wenn die Routine zur Kontextsensitivität und/oder zur Standortsensitivität mit dem UI-Gerät 112 kommuniziert. Basierend auf der Verfolgung kann die Routine zur Kontextsensitivität und/oder zur Standortsensitivität es dem UI-Gerät 112 ermöglichen, automatisch Anlagenkarten, Fotos oder Videos der Ausrüstung, GPS-Koordinaten und andere Informationen zu ermitteln und anzuzeigen, die dem Standort eines Arbeiters entsprechen, oder um die mobilen Mitarbeiter bei der Navigation und Ausrüstungsidentifikation zu unterstützen. Da ein Benutzer bestimmte Qualifikationen haben kann, kann die Routine zur Kontextsensitivität oder das UI-Gerät 112 das Aussehen der GUI-Konfiguration außerdem oder alternativ automatisch an die Qualifikationen und/oder den Standort des UI-Geräts 112 anpassen. In einem anderen Szenario kann die Routine zur Kontextsensitivität zum Beispiel den Benutzer in Echtzeit über eine neu geöffnete Arbeitsaufgabe oder einen Alarm informieren, die bzw. der zu einem Teil der Ausrüstung in seiner Nähe gehört und für die bzw. den der mobile Arbeiter qualifiziert ist, sich darum zu kümmern. In noch einem anderen Szenario kann die Routine zur Kontextsensitivität dafür sorgen, dass eine oder mehrere Anwendungen, die speziell zu dem Standort und/oder den Qualifikationen des Benutzers gehören, automatisch auf dem UI-Gerät 112 gestartet werden.
Das UI-Gerät 112 kann eine bestimmte Prozesseinheit identifizieren, beispielsweise ein Feldgerät oder ein Teil der Ausrüstung in seiner Nähe. Die Prozesseinheiten können sich dem UI-Gerät 112 gegenüber automatisch selbst identifizieren, beispielsweise durch Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsprotokolls wie einem IEEE 802.11-konformen drahtlosen lokalen Netzwerkprotokoll, eines mobilen Kommunikationsprotokolls wie WiMAX, LTE oder ein anderes ITU-R-kompatibles Protokoll, eines kurzwelligen Funkkommunikationsprotokolls wie Nahfeldkommunikation (NFC) oder Bluetooth, eines drahtlosen Prozesssteuerungsprotokolls wie Wireless HART oder irgendein anderes geeignetes drahtloses Kommunikationsprotokoll. In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 Pläne oder Arbeitsaufgaben erhalten, die für den identifizierten Standort, die Ausrüstung oder das Feldgerät relevant sind. In einer bestimmten Ausführungsform kann das Identifizieren einer Prozesseinheit dazu führen, dass das UI-Gerät 112 eine oder mehrere Anwendungen, welche die identifizierte Prozesseinheit betreffen, automatisch zu starten, z. B. einen Arbeitsauftrag, eine Diagnose, eine Analyse oder eine andere Anwendung.
In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 während des Betriebs die Prozesseinheit 199 über einen Bildsensor auf dem UI-Gerät 112 identifizieren. In einigen Fällen kann der Benutzer eines UI-Geräts 112 ein Bild von der Prozesseinheit 199 machen und das UI-Gerät 112 kann die Prozesseinheit 199 auf Basis des erfassten Bildes ermitteln. In einigen Ausführungsformen kann die Prozesseinheit 199 ein Kontext-ID-Gerät 198 umfassen, oder sich in dessen Nähe befinden, das eine eindeutige ID oder ID (z. B. einen Barcode) bereitstellt. Das UI-Gerät 112 kann die eindeutige ID erfassen, so dass das UI-Gerät 112 die Prozesseinheit 199 oder das Kontext-ID-Gerät 198 identifizieren kann. Das UI-Gerät 112 kann Informationen bereitstellen (zum Beispiel über ein Display), die für die Prozesseinheit 199 oder für das Kontext-ID-Gerät 198 relevant sind. In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 den Standort des UI-Geräts 112 bestimmen, indem der Standort der identifizierten Prozesseinheit 199 oder des Kontext-ID-Geräts 198 festgestellt wird. Sobald der Standort des UI-Geräts 112 bestimmt wurde, kann das UI-Gerät 112 Kontextinformationen bereitstellen (zum Beispiel über ein Display), die für die ermittelte Position relevant sind. Die Kontextinformationen können sich beispielsweise auf andere Prozesseinheiten in dem Bereich, auf Zeitpläne oder Arbeitsaufgaben beziehen. In einigen Ausführungsformen kann das Kontext-ID-Gerät 198 die Kontextinformationen an das UI-Gerät 112 übertragen. In anderen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die Kontextinformationen vom Server 150 als Antwort auf die Übertragung seines Standortes an den Server 150 empfangen.
In einigen Implementierungen kann das UI-Gerät 112 die Prozesseinheit 199 über einen Bewegungssensor oder einen Audiosensor ermitteln. Beispielsweise kann der Audiosensor verwendet werden, um Audiodaten zu erfassen, die der Prozesseinheit 199 zugeordnet sind (z. B. über einen Schallfassungsroutine). Der Ton kann während des normalen Betriebs der Prozesseinheit durch die Prozesseinheit 199 erzeugt werden. In anderen Implementierungen kann der Ton von dem Lautsprecher eines Audiogeräts erzeugt werden, das mit der Prozesseinheit 199 verknüpft ist. In jedem Fall können die erfassten Audiodaten verwendet werden, um die Prozesseinheit 199 zu identifizieren. Das UI-Gerät 112 kann über einen Bewegungssensor auch Schwingungen erkennen, um die Prozesseinheit 199 zu identifizieren. Beispielsweise kann ein Anlagenteil während des Betriebs einen erwarteten Schwingungspegel aufweisen. Ein Benutzer kann das UI-Gerät 112 auf dem Anlagenteil oder in dessen Nähe platzieren. Das UI-Gerät 112 kann anhand der vom Bewegungssensor erkannten Daten den aktuellen Schwingungspegel des Anlagenteils identifizieren. Das UI-Gerät 112 kann den aktuellen Schwingungspegel mit einer charakteristischen Schwingung korrelieren, die mit der Prozesseinheit 199 verbunden ist, so dass das UI-Gerät 112 die Prozesseinheit 199 identifizieren kann. In einigen Fällen können ein Bewegungssensor und/oder ein Audiosensor zusammen mit einem/r anderen identifizierten Bild/Ton/Schwingung/Standort genutzt werden, um eine eindeutige ID zu identifizieren. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112, basierend auf dem erfassten Schwingungspegel, der mit einem Anlagenteil verknüpft ist, und dem Standort des UI-Geräts 112, ein bestimmtes Tag identifizieren, das mit der Prozesseinheit 199 verknüpft ist, damit das UI-Gerät 112, die Prozesseinheit 199 identifizieren kann.
Im weiteren Betrieb kann das UI-Gerät 112 seinen eigenen Standort durch das Empfangen von Positionsdaten von einem oder mehreren GPS-Satelliten 2303 identifizieren. Nach der Identifizierung seines Standorts kann das UI-Gerät 112 mit einer Datenbank oder einem Server kommunizieren, um Prozesseinheiten mit Standorten zu identifizieren, die sich in der Nähe des Standort des UI-Geräts 112 befinden. Das UI-Gerät 112 kann seinen Standort an den Server 150 übertragen. Der Server 150 kann Kontextinformationen zurück an das UI-Gerät 112 übertragen. Die Kontextinformationen können sich auf einen oder mehrere Prozessbereiche, Geräte oder Ausrüstungen in der Nähe des UI-Geräts 112 beziehen. Die Kontextinformationen können sich auch auf Zeitpläne oder Arbeitselemente beziehen, die für den Standort des UI-Geräts 112 relevant sind. Die 24–27, die unten beschrieben werden, geben eine nähere Erläuterung des Betriebs der Routine zur Kontextsensitivität in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
24 ist ein Blockschaltbild eines exemplarischen kontextsensitiven UI-Geräts 112 in einer mobilen Schaltzentrale 2400. Die kontextsensitive mobile Schaltzentrale 2400 kann es dem UI-Gerät 112 ermöglichen, als Antwort auf seine Umgebung und die Art der Nutzung Ausgaben zu erzeugen. Die kontextsensitive mobile Schaltzentrale 2400 kann ein Gerät zur Kontextidentifizierung („Kontext-ID-Gerät“) 2402, das UI-Gerät 112 und den Server 150 enthalten. Das UI-Gerät 112 kann mit dem Kontext-ID-Gerät 2402 interagieren, um Kontextdaten oder Kontextelemente zu identifizieren. In bestimmten Ausführungsformen kann das Kontext-ID-Gerät 2402 über WLAN oder LAN-Kanäle mit dem UI-Gerät 112 kommunizieren. In bestimmten Ausführungsformen kann das Kontext-ID-Gerät 2402 Prozessparameterdaten und/oder Anzeigedaten an das UI-Gerät 112 übertragen. Das Kontext-ID-Gerät 2402 kann eine Bildidentifikationstechnologie (wie Barcode oder QR-Code), eine Audio-Identifikationstechnologie (Senden einer eindeutigen Sound-Signatur) oder eine drahtlose Funkfrequenztechnologie wie RFID, NFC, Bluetooth oder Wi-Fi (IEEE-802.11-Standards) nutzen. Das UI-Gerät 112 kann über ein Netzwerk wie dem Prozesssteuerungsnetz 100 mit dem Server 150 kommunizieren. In anderen Ausführungsformen kann sich das Kontext-ID-Gerät 2402 im UI-Gerät 112 befinden, und ein Gerät (z. B. ein SPS-Gerät) kann ein Signal vom Kontext-ID-Gerät 2402 empfangen und den Standort des UI-Geräts 112 an den Server 150 melden.
In jedem Fall kann der Server 150 Kontextdaten 2410 speichern. Die Kontextdaten können Folgendes umfassen: Benutzerprofildaten 1245 (in Bezug auf Benutzer/Betreiber in der Anlage), Profildaten des UI-Geräts 2414 (in Bezug auf die in der Anlage registrierten UI-Geräte), Feldgeräteprofildaten 2416 (in Bezug auf die in der Anlage installierten Geräte), Profildaten der Ausrüstung 2418 (in Bezug auf die in der Anlage installierte Ausrüstung), Plandaten 2420 (in Bezug auf Benutzer und Ausrüstung-/Gerätepläne) sowie Arbeitsaufgabendaten 2422 (in Bezug auf Aufgaben oder Arbeiten in der Anlage). In einigen Ausführungsformen können die Feldgerät-Profildaten 2416 in den Profildaten der Ausrüstung 2418 enthalten sein. Die Benutzerprofildaten 1245 können Daten zu Qualifikationen enthalten, die ein Qualifikationsniveau oder eine Verantwortungsstufe angeben, die mit einem bestimmten Benutzer zugeordnet sind. Arbeitsaufgabendaten 2422 können Daten wie z. B. eine Task-ID enthalten (Identifizierung einer bestimmten Aufgabe), eine Qualifikationsschwelle (Angabe einer Mindestqualifizierung oder Rolle/Verantwortung, die notwendig ist, um die Aufgabe auszuführen), Zielausrüstung (die mit der Aufgabe verbundene Ausrüstung) und Fortschritte bei der Arbeitsaufgabe (Ermittlung, wie nah der Abschluss der Aufgabe ist). Jedes der Kontextelemente 1245 und 2414–2422 kann Informationen zum Standort oder Gebiet enthalten (die zum Beispiel mit einem Benutzer, Gerät, einer Ausrüstung, einem Zeitplan oder einer Arbeitsaufgabe verbunden sind), zum Status, verwandte Prozesseinheiten, eindeutige IDs/Tags und/oder Berechtigungsinformationen.
Während des Betriebs des Kontext-ID-Geräts 2402 kann das Kontext-ID-Gerät 2402 eine eindeutige ID oder ein Tag enthalten, die bzw. das gelesen, gescannt oder anderweitig am UI-Gerät 112 empfangen werden kann, wenn das UI-Gerät 112 in den Bereich des Kontext-ID-Geräts 2402 gelangt. Der Bereich des Kontext-ID-Geräts 2402 ist von der speziellen Ausführungsform des Kontext-ID-Geräts 2402 abhängig, kann jedoch so klein wie ein paar Zentimeter oder weniger, oder bis zu einem Kilometer oder mehr groß sein, oder einen beliebigen Wert dazwischen haben. In einigen Ausführungsformen kann das Kontext-ID-Gerät 2402 die eindeutige ID an das UI-Gerät 112 übertragen. In anderen Fällen kann das Kontext-ID-Gerät 2402 die eindeutige ID anzeigen oder auf andere Weise bereitstellen, so dass sie vom UI-Gerät 112 empfangen und/oder abgerufen werden kann.
In jedem Fall kann das UI-Gerät 112 die eindeutige ID empfangen und ein Kontextelement identifizieren, beispielsweise einen Bereich (d.h. einen Standort, einen geografischen Bereich oder eine Region), Ausrüstung, Geräte, Arbeitsaufgaben oder verfügbare Zeitpläne in der Umgebung des UI-Geräts 112, indem eine Korrelation der eindeutigen ID mit dem Kontextelement erfolgt. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 auf eine Datenbank, Tabelle oder Datenstruktur zugreifen, die eindeutige IDs mit bestimmten Kontextelementen paart. Solch eine Datenbank oder Tabelle kann am UI-Gerät 112, am Kontext-ID-Gerät 2402 oder auf dem Server 150 vorhanden sein. Wenn die Datenbank oder Tabelle auf dem Server 150 vorhanden ist, kann das UI-Gerät 112 die eindeutige ID an den Server 150 übertragen. Der Server 150 kann auf eine Datenbank, eine Tabelle oder eine andere Datenstruktur zugreifen, um das Kontextelement mit der eindeutigen ID zu identifizieren. Der Server 150 kann Daten übertragen, die dem UI-Gerät 112 gegenüber das Kontextelement repräsentieren.
Sobald das UI-Gerät 112 ein Kontextelement identifiziert hat, kann das UI-Gerät 112 eine Ausgabe erzeugen, die für das identifizierte Kontextelement relevant ist. Beispielsweise kann das Kontextelement bestimmte Bereiche, Geräte, Ausrüstungen oder Alarme anzeigen, die einem Bereich zugeordnet sind. Das UI-Gerät 112 kann visuelle Darstellungen, Ton oder andere Ausgaben erzeugen, die zu den jeweiligen Geräten, Ausrüstungen oder Alarmen gehören, damit der Benutzer über die Prozessbedingungen in dem Prozessbereich informiert wird. Ebenso kann es eine Anzahl von Geräten oder Alarmen geben, die einem identifizierten Gerät zugeordnet sind. Das UI-Gerät 112 kann Informationen über die Geräte oder Alarme, die einem Gerät zugeordnet sind, bereitstellen (von den Feldgerät-Profildaten 2416). Ähnlich kann das Kontextelement bewirken, dass das UI-Gerät 112 Informationen bereitstellt, die mit einer Ausrüstung in Verbindung stehen (von den Profildaten der Ausrüstung 2418), oder mit Zeitplänen (von den Zeitplandaten 2420) oder mit Arbeitsaufgaben (von den Arbeitsaufgabendaten 2422).
In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Prozesssteuereinrichtungen in der verfahrenstechnischen Anlage Kontext-ID-Geräte 2402 sein. In anderen Ausführungsformen kann das eine oder die mehreren Prozesssteuerungsgeräte Kontext-ID-Geräte 2402 enthalten oder Kontext-ID-Geräten 2402 in der Nähe zugeordnet sein. Zum Beispiel kann eins oder mehrere der in 1A gezeigten Feldgeräte 15–22 und/oder 40–58 Kontext-ID-Geräte 2402 sein, diese umfassen oder in deren Nähe positioniert sein (z. B. kann das Kontext-ID-Gerät 2402 an jedem der Feldgeräte angebracht sein oder sich in deren Nähe befinden, oder die Feldgeräte können eine interne Schaltung haben, damit die Feldgeräte als Kontext-ID-Geräte funktionieren). Auch Steuerung 11, Gateway 35, UI-Gerät 112, E/A-Karte 26 und 28 und der in 1A gezeigte Router 58 kann ein Kontext-ID-Gerät 2402 sein, solche umfassen oder sich in deren Nähe befinden. In solchen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die eindeutige ID empfangen, die jedem der Kontext-ID-Geräte 2402 zugeordnet ist, so dass das UI-Gerät 112 ein Kontextelement (wie Standort oder Ausrüstungs-ID) empfangen kann, das einem der Prozesssteuergeräte zugeordnet ist.
In alternativen Ausführungsformen der kontextsensitiven mobilen Schaltzentrale 2400 kann das UI-Gerät 112 eine eindeutige ID sein oder bereitstellen. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 auf dem Gerät ein eindeutig abtastbares Bild oder einen Chip aufweisen, das bzw. der eindeutige Identifikationsdaten übermittelt. In einem anderen Beispiel kann der Benutzer des UI-Geräts 112 einen Werksausweis, eine Karte oder ein anderes Zubehörteil mit einem entsprechenden Bild oder Chip tragen. In solchen Ausführungsformen kann das Kontext-ID-Gerät 2402 die eindeutige ID lesen, scannen oder auf andere Weise empfangen. Das Kontext-ID-Gerät 2402 kann so arbeiten, dass es die eindeutige ID mit einem bestimmten Benutzer oder UI-Gerät 112 verbindet. Das Kontext-ID-Gerät 2402 kann die eindeutige ID einem bestimmten Benutzer oder UI-Gerät zuordnen, indem es auf eine im Kontext-ID-Gerät 2402 gespeicherte Datenstruktur zugreift. Alternativ kann das Kontext-ID-Gerät 2402 die eindeutige ID zum Server 150 übertragen, wobei der Server 150 die eindeutige ID einen bestimmten Benutzer oder einem bestimmten UI-Gerät zuordnet.
In jedem Fall kann, sobald das Kontext-ID-Gerät 2402 das UI-Gerät 112 oder den Benutzer identifiziert hat, das Kontext-ID-Gerät 2402 relevante Kontextelemente an das UI-Gerät 112 übertragen. Alternativ kann das Kontext-ID-Gerät 2402 mit einem oder mehreren Knoten in einem Netzwerk kommunizieren, z. B. dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, um den oder die Knoten darüber zu benachrichtigen, dass der Benutzer oder das UI-Gerät 112 in den Bereich des Kontext-ID-Geräts 2402 gelangt ist. Der oder die Knoten kann bzw. können ein oder mehr Kontextelemente, UI-Daten (z. B. Anzeigedaten, Prozessparameterdaten) oder andere Daten an das UI-Gerät 112 übertragen. Das UI-Gerät 112 kann auf Grundlage der empfangenen Daten arbeiten oder Ausgaben bereitstellen. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 in bestimmten Ausführungsformen als Antwort auf das Empfangen der eindeutigen ID, des Kontextelements, der UI-Daten oder von anderen Daten von Kontext-ID-Gerät 2402 oder von dem Server 150 eine Zielanwendung starten. Die Zielanwendung kann zum Beispiel eine Anwendung sein, die dazu vorgesehen ist, Prozessgrafiken und Informationen an den Benutzer bereitzustellen. Die Zielanwendung kann zum Beispiel eine mobile Anwendung sein, die auf Handys oder Tablet-Geräten läuft. In anderen Ausführungsformen kann die Zielanwendung die Browser-Routine 888 sein. In bestimmten Fällen kann die Browser-Routine 888 an eine bestimmte Ressource oder Gruppe von Ressourcen geleitet werden, die mit der empfangenen eindeutigen ID, dem Kontextelement, den UI-Daten oder anderen Daten in Verbindung stehen.
In einigen Ausführungsformen können die Kontext-ID-Geräte 2402 Teil eines Berechtigungssystems sein. Zum Beispiel können Berechtigungen, die mit einer Prozesseinheit verbunden sind, von der Nähe eines UI-Geräts 112 zu der Prozesseinheit abhängen. In einigen Ausführungsformen kann ein UI-Gerät 112 die Erlaubnis oder Genehmigung erhalten, einen Parameter, der mit einer Prozesseinheit verbunden ist, zu ändern, wenn der Benutzer oder das UI-Gerät 112 sich in der Nähe der Prozesseinheit befinden. Das UI-Gerät 112 kann die Erlaubnis auch verweigern, sich an einer Arbeitsaufgabe zu beteiligen oder einen Parameter zu ändern, wenn das Qualifikationsniveau des Benutzers unter der angegebenen Qualifikationsschwelle liegt, die der Arbeitsaufgabe oder dem Parameter zugeordnet ist.
25 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer mobilen Schaltzentrale 2500 in einer verfahrenstechnischen Anlage 10. Die kontextsensitive mobile Schaltzentrale 2500 kann es dem UI-Gerät 112 ermöglichen, als Antwort auf seine Umgebung und die Art der Nutzung Ausgaben zu erzeugen. Die mobile Schaltzentrale 2500 kann das UI-Gerät 112 umfassen, das mit dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 verbunden ist, einschließlich der Bereiche 2505–2515 und einem Behälter 2520. Das UI-Gerät 112 ist mit dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100 verbunden. Der Bereich 2505 umfasst ein Kontext-ID-Gerät 2402a; der Bereich 2510 enthält ein Kontext-ID-Gerät 2402b, der Prozessbereich 2515 umfasst ein Kontext-ID-Gerät 2402c, und der Behälter 2520 umfasst ein Kontext-ID-Gerät 2402d.
In einer Ausführungsform ist das Kontext-ID-Gerät 2402a ein NFC-Gerät oder umfasst ein solches. Das UI-Gerät 112 und das Kontext-ID-Gerät 2402a arbeiten im Allgemeinen bei 13,56 MHz und können gemäß NFC-Standards wie ISO/IEC 14443, ISO/IEC 1809, NFCIP-1, NFCIP-2 und JIS:X6319-f betrieben werden. Die NFC-Technologie ermöglicht Drahtlos-Transaktionen und -Datenaustausch zwischen dem UI-Gerät 112 und dem Kontext-ID-Gerät 2402a. Die NFC-Technologie kann auch verwendet werden, um automatische Bootstraps von anderen Kommunikationsverbindungen durchzuführen. In einer solchen Ausführungsform kann das Kontext-ID-Gerät 2402a Anweisungen an das UI-Gerät 112 übertragen. Das UI-Gerät 112 kann die Anweisungen empfangen und ausführen, wodurch sich das UI-Gerät 112 mit einem anderen Netzwerk verbindet. In einigen Ausführungsformen kann das andere Netzwerk ein größeres Netzwerk sein, z. B. das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, das andere Knoten einschließt. In bestimmten Ausführungsformen kann das andere Netzwerk eine Verbindung zwischen dem UI-Gerät 112 und dem Kontext-ID-Gerät 2402a sein. Beispielsweise kann das andere Netzwerk ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerk oder ein Personal Area Network (z. B. Bluetooth, IEEE 802.15.1-Standards) sein. In jedem Fall kann das Kontext-ID-Gerät 2402a, zusätzlich zu den Anweisungen der Netzwerkverbindung, die Authentifizierungsinformationen an das UI-Gerät 112 übertragen, so dass das UI-Gerät 112 die Verbindung mit einem Netzwerk herstellen darf, ohne dass der Benutzer des UI-Geräts 112 das Netzwerk manuell einrichten und die Authentifizierungsinformationen eingeben muss.
Im weiteren Betrieb des Kontext-ID-Geräts 2402a kann das NFC-Tag oder das Gerät am Kontext-ID-Gerät 2402a auch andere Anweisungen speichern, die auf dem UI-Gerät 112 ausgeführt werden können. Zum Beispiel können die Anweisungen dazu führen, dass eine oder mehrere Anwendungen in einer bestimmten Art und Weise gestartet oder ausgeführt werden. In der dargestellten Ausführungsform können die Anweisungen bewirken, dass das UI-Gerät 112 eine eindeutige ID (wie die UI-Routine 882 aus 8) oder einen Browser (wie die Browser-Routine 888 aus 8) startet, oder dass die eindeutige ID oder der Browser in einen bestimmten Zustand versetzt werden. Die Anweisungen können dazu führen, dass das UI-Gerät 112 eine GUI-Konfiguration mit Informationen bereitstellt, die zu den Geräten und der Ausrüstung im Bereich 2505 gehören. Beispielsweise kann die GUI-Konfiguration ein Fenster mit einer grafischen Übersicht über den Prozessbereich 2505 enthalten.
Im weiteren Betrieb von Kontext-ID-Gerät 2402a kann das UI-Gerät 112 vom Kontext-ID-Gerät 2402a über eine NFC-Kommunikation oder über ein Netzwerk, mit dem das UI-Gerät 112 nach dem Empfangen von Authentifizierungsinformationen über eine NFC-Kommunikation verbunden ist, eine eindeutige ID empfangen. Die eindeutige ID stellt im Allgemeinen den Bereich 2505 dar, kann in bestimmten Ausführungsformen aber auch andere Kontextelemente darstellen. Das UI-Gerät 112 kann die eindeutige ID benutzen, um das Kontextelement (z. B. Bereich 2505) zu identifizieren und um gemäß dem identifizierten Kontextelement zu arbeiten oder Ausgaben bereitzustellen (z. B. Bereitstellen einer grafischen Übersicht über den Bereich 2505). Alternativ kann das Kontext-ID-Gerät 2402a eine eindeutige ID vom UI-Gerät 112 empfangen und das UI-Gerät 112 (oder dessen Benutzer) identifizieren, so dass das Kontext-ID-Gerät 2402a oder ein anderer Knoten im Prozesssteuerungsnetz 100 Daten, wie z. B. Kontextdaten oder UI-Daten, an das UI-Gerät 112 übertragen darf. Das UI-Gerät 112 kann auf Grundlage der empfangenen Daten arbeiten oder Ausgaben bereitstellen.
In einer Ausführungsform des Kontext-ID-Geräts 2402b ist das Kontext-ID-Gerät 2402b ein RFID-Tag oder umfasst ein solches. In einer solchen Ausführungsform umfasst das UI-Gerät 112 einen RFID-Scanner, und es nutzt den RFID-Scanner dazu, eine eindeutige ID zu erhalten. Die eindeutige ID stellt im Allgemeinen den Bereich 2510 dar, kann in bestimmten Ausführungsformen aber auch andere Kontextelemente darstellen (z. B. bestimmte Geräte, Ausrüstung, Standorte usw.). Das UI-Gerät 112 kann die eindeutige ID benutzen, um das Kontextelement in Übereinstimmung in Übereinstimmung mit den Verfahren zu identifizieren, die in Bezug auf 24 diskutiert wurden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Kontext-ID-Gerät 2402b ein RFID-Scanner sein, und das UI-Gerät 112 kann ein RFID-Tag enthalten. In solch einer Ausführungsform identifiziert das Kontext-ID-Gerät 2402b das UI-Gerät 112, wenn das UI-Gerät 112 in den Bereich von Kontext-ID-Gerät 2402b gelangt (z. B. wenn der Benutzer den Bereich 2510 betritt). Nach der Identifizierung von UI-Gerät 112 kann das Kontext-ID-Gerät 2402b mit dem UI-Gerät 112 kommunizieren (z. B. mit dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100, mit einem anderen Netzwerk, wie einem persönlichen Bereichsnetzwerk, oder über ein Display) und die eindeutige ID an das UI-Gerät 112 oder an den Server 150 übertragen, das bzw. der die eindeutige ID benutzen kann, um kontextbezogene Informationen für das UI-Gerät 112 bereitzustellen. Das UI-Gerät 112 kann den Bereich 2510 in Übereinstimmung mit den Verfahren identifizieren, die im Hinblick auf 24 besprochen wurden, und es kann basierend auf dem identifizierten Bereich 2510 arbeiten oder Ausgaben bereitstellen. In einer anderen Ausführungsform kann das Kontext-ID-Gerät 2402b das Kontextelement (eher als die eindeutige ID), an das UI-Gerät 112 übertragen (zum Beispiel über eine drahtlose Nahbereichsnetzwerkkommunikation wie Bluetooth). In noch einer anderen Ausführungsform kann der Benutzer anstelle von oder zusätzlich zum RFID-Tag des UI-Geräts 112 über ein RFID-Tag verfügen. In jeder dieser Ausführungsformen können sowohl der RFID-Scanner als auch das RFID-Tag aktiv oder passiv sein. Das UI-Gerät 112 kann auf Grundlage der empfangenen Daten arbeiten oder Ausgaben bereitstellen.
Im Betrieb einer Ausführungsform des Kontext-ID-Geräts 2402c kann das Kontext-ID-Gerät 2402c ein WLAN-Zugangspunkt mit einem Bereich sein, der den Prozessbereich 2515 abdeckt. Wenn das UI-Gerät 112 in den Prozessbereich 2515 gelangt, kann das Kontext-ID-Gerät 2402c die Kommunikation mit dem UI-Gerät 112 herstellen. Das Kontext-ID-Gerät 2402C kann eine eindeutige ID an das UI-Gerät 112 übertragen, z. B. eine MAC-Adresse oder ein Geräte-Tag. Die eindeutige ID stellt im Allgemeinen den Bereich 2515 dar, kann in bestimmten Ausführungsformen aber auch andere Kontextelemente darstellen. Das UI-Gerät 112 kann die eindeutige ID benutzen, um das Kontextelement (z. B. Daten, die den Bereich 2515 darstellen) mit den Verfahren zu identifizieren, die im Hinblick auf 24 besprochen wurden, und es kann gemäß dem Kontextelement arbeiten oder Ausgaben bereitstellen (z. B. eine visuelle Darstellung des Bereichs 2515). Zum Beispiel kann eine Datenbank, die MAC-Adressen oder Geräte-Tags mit bestimmten Bereichen paart, auf dem UI-Gerät 112 speichern, auf sie kann vom UI-Gerät 112 zugegriffen werden, oder sie kann auf einem Knoten gespeichert werden, der mit dem UI-Gerät 112 kommuniziert. Alternativ kann das UI-Gerät 112 eine eindeutige ID an das Kontext-ID Gerät 2402c übertragen, beispielsweise eine MAC-Adresse des UI-Geräts 112. Nach Erhalt der eindeutigen ID kann das Kontext-ID-Gerät 2402c so betrieben werden, dass es feststellt, ob das UI-Gerät 112 der eindeutigen ID zugeordnet ist. Das UI-Gerät 112 kann auf Grundlage der empfangenen Daten arbeiten oder Ausgaben bereitstellen.
In einer Ausführungsform des Kontext-ID-Geräts 2402d kann das Kontext-ID-Gerät 2402d einen Barcode umfassen. Der Barcode kann ein Matrix-Barcode (z. B. ein QR-Code) oder ein linearer Barcode (z. B. ein UPC-Barcode) sein. Das UI-Gerät 112 kann einen Bildsensor umfassen, der eine Kamera oder ein spezifische Barcode-Scanner sein kann, oder damit kommunizieren. Im Betrieb kann das UI-Gerät 112 den Bildsensor benutzen, um den Barcode auf dem Kontext-ID-Gerät 2402d zu erfassen. Das UI-Gerät 112 kann die im Barcode kodierten Daten („Barcode-Daten“) dekodieren. Die Barcodedaten enthalten im Allgemeinen eine eindeutige ID, die den Behälter 2520 darstellt (oder eine anderes Prozesssteuerungsgerät oder Ausrüstung, die daran befestigt ist); allerdings kann die eindeutige ID in bestimmten Ausführungsformen auch andere Kontextelemente darstellen. Das UI-Gerät 112 kann die eindeutige ID benutzen, um das Kontextelement (z. B. Daten, die den Behälter 2520 darstellen) mit den Verfahren zu identifizieren, die im Hinblick auf 24 besprochen wurden, und es kann gemäß dem Kontextelement arbeiten oder Ausgaben bereitstellen (z. B. eine visuelle Darstellung des Behälters 2520). In alternativen Ausführungsformen kann der Barcode Daten oder Anweisungen enthalten, aufgrund derer das UI-Gerät 112 bestimmte Maßnahmen ergreift, z. B. das Starten eines Browsers oder einer UI, so dass der Browser oder die UI bestimmte Informationen bereitstellen. Die bestimmten Informationen können sich auf eine beliebige Anzahl von Prozesseinheiten beziehen, z. B. auf Prozessparameterdaten, Grafiken bestimmter Elemente (z. B. Tank 2520) oder Alarmdaten für ein bestimmtes Gerät. In weiteren Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 oder der Benutzer des UI-Geräts 112 alternativ oder außerdem einen Barcode enthalten, der durch das Kontext-ID-Gerät 2402d erfasst, damit das Kontext-ID-Gerät 2402d das UI-Gerät 112 oder den Benutzer identifizieren kann. Ein Barcode am UI-Gerät 112 kann auch Anweisungen bereitstellen, die am Kontext-ID-Gerät 2402d ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Barcode bewirken, dass das Kontext-ID-Gerät 2402d relevante Informationen für den Benutzer oder das UI-Gerät 112 bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die eindeutige ID mit anderen Verfahren identifizieren. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 einen Audiosensor benutzen, um eine eindeutige ID zu identifizieren, wenn die eindeutige ID eine Sound-Signatur ist (wie in Bezug auf 24 erwähnt), die einem Anlagenbereich/Anlagenteil zugeordnet ist. Die Sound-Signatur kann den Geräuschen eines bestimmten Anlagenbereichs/Anlagenteils zugeordnet werden, die während des Betriebs erzeugt werden. Alternativ kann die Sound-Signatur ein Audiosignal sein, das von einem Audio-Ausgabegerät erzeugt wurde, das mit dem Anlagenteil verbunden ist. Das UI-Gerät 112 kann auch einen Bewegungssensor nutzen, um die eindeutige ID zu identifizieren. Die eindeutige ID kann ein bestimmter Schwingungspegel sein, das mit einem Anlagenteil verbunden ist. Zum Beispiel kann ein Benutzer das UI-Gerät 112 an einem Anlagenteil platzieren, so dass das UI-Gerät 112 die Schwingungen erkennt. In manchen Fällen kann ein Bewegungssensor zusammen mit einem anderen identifizierten Bild/Ton/Standort genutzt werden, um eine eindeutige ID zu identifizieren. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112, basierend auf dem erfassten Schwingungspegel, der mit einem Anlagenteil verknüpft ist, und dem Standort des UI-Geräts 112, ein bestimmtes Tag identifizieren, das mit dem Anlagenteil verknüpft ist.
In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 seine Position durch das Empfangen von Positionsdaten identifizieren. Die Positionsdaten können über ein Netzwerk empfangen werden, z. B. über das Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Alternativ können die Positionsdaten über einen GPS-Empfänger an der Netzwerkschnittstelle des UI-Geräts 112 empfangen werden. Das UI-Gerät 112 kann seinen Standort mit demjenigen von anderen Prozesseinheiten vergleichen, um Prozesseinheiten in der Nähe von UI-Gerät 112 zu identifizieren. Das UI-Gerät 112 kann seinen Standort an einen Knoten im Prozessnetzwerk 100 übertragen, beispielsweise an den Server 150. In einigen Ausführungsformen kann der Knoten durch das Übertragen von Kontextinformationen an das UI-Gerät 112 reagieren. In anderen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die Positionsdaten an ein Kontext-ID-Gerät 2402 übertragen. Das Kontext-ID-Gerät 2402 kann Kontextdaten gemäß den empfangenen Positionsdaten an das UI-Gerät 112 übertragen.
Das UI-Gerät 112 kann in bestimmten Ausführungsformen mit dem (den) Kontext-ID-Gerät (en) 2402 kooperieren, um Echtzeit-Positionsdaten des UI-Geräts 112 bereitzustellen. Wenn ein Mobilfunkbetreiber ein mobiles UI-Gerät 112 durch eine Umgebung bringt, kann das UI-Gerät 112 die Standortinformationen, die von (oder als Folge von) Kontext-ID-Geräten 2402 erhalten wurde, benutzen, um den aktuellen Standort des UI-Geräts 112 in der verfahrenstechnischen Anlage zu bestimmen, und es kann eine aktuelle Karte von der Lage des Mobilfunkbetreibers in der Umgebung anzeigen. Die Karte kann die Lage des Mobilfunkbetreibers aus einer Draufsicht oder in einer dreidimensionalen Perspektive anzeigen. Natürlich kann eine gewünschte oder erwartete Route auch auf dem mobilen UI-Gerät 112 angezeigt werden. Alternativ kann das UI-Gerät 112 einen oder mehrere Beschleunigungsmesser benutzen, um die Orientierung und die Position des Geräts innerhalb der Umgebung zu bestimmen, und es kann mit einem Bildsensor auf dem UI-Gerät 112 zusammenarbeiten, um eine Augmented-Reality-Ansicht der Umgebung anzuzeigen. Beispielsweise kann der Mobilfunkbetreiber den Bildsensor auf einen Bereich der verfahrenstechnischen Anlage richten, und das UI-Gerät 112 kann ein Diagramm der Ausrüstung auf dem gesamten Bild anzeigen, es kann eine Route zu einem gewünschten Gerät anzeigen (z. B. Ausrüstung, die zu einer aktuellen Arbeitsaufgabe gehört), es kann Parameter oder andere Prozessdaten anzeigen, die mit dem Bereich der verfahrenstechnischen Anlage verbunden sind, und dergleichen.
26 ist ein Diagramm einer exemplarischen mobilen Schaltzentrale 2600. Die mobile Schaltzentrale 2600 kann ein erstes UI-Gerät 2602a, ein zweites UI-Gerät 2602b, Ausrüstung 2610 und Ausrüstung 2620 umfassen. Das erste UI-Gerät 2602a kann eine Anzeige mit einer Grafik 2615 umfassen, welche die Ausrüstung 2610 oder andere Daten anzeigt, die mit der Ausrüstung 2610 im Zusammenhang stehen (z. B. aktuelle Betriebsparameter, Sollwerte, Alarme, Fehler, geplante Wartung, Kalibrierdaten usw.). Das zweige UI-Gerät 2602b kann eine Anzeige mit einer Grafik 2625 umfassen, welche die Ausrüstung 2620 oder andere Daten anzeigt, die mit der Ausrüstung 2620 im Zusammenhang stehen (z. B. aktuelle Betriebsparameter, Sollwerte, Alarme, Fehler, geplante Wartung, Kalibrierdaten usw.). Die Ausrüstung 2610 kann ein erstes Kontext-ID-Gerät 2604a umfassen, und die Ausrüstung 2620 kann ein zweites Kontext-ID-Gerät 2604b umfassen.
Im Betrieb kann ein Bediener, der das UI-Gerät 2602a trägt, einen Bereich im Umfeld des Kontext-ID-Geräts 2604a betreten. Das UI-Gerät 2602a kann mit dem Kontext-ID-Gerät 2604a kommunizieren oder es scannen, damit das UI-Gerät 2602a Daten vom Kontext-ID-Gerät 2604a empfangen kann. Das UI-Gerät 2602a kann als Antwort auf die empfangenen Daten arbeiten oder Ausgaben bereitstellen. In der dargestellten Ausführungsform kann das UI-Gerät 2602a die Grafik 2615 bereitstellen, welche die Ausrüstung 2610 darstellt. In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 2602a alternative oder zusätzliche Ausgaben bereitstellen, z. B. andere Grafiken, Prozessparameterwerte oder Alarme. Der Betreiber, der das UI-Gerät 2602b trägt, kann den Bereich des Kontext-ID-Geräts 2604b betreten, was dazu führt, dass das UI-Gerät 2602b die Grafik 2625 bereitstellt, welche die Ausrüstung 2620 darstellt.
27 ist ein Ablaufschema eines exemplarischen Verfahrens 2700 zum Generieren einer grafischen Benutzeroberfläche. Verfahren 2700 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel in einem der UI-Geräte 112. Verfahren 2700 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 gespeichert und durch den Prozessor 810 ausgeführt werden.
Verfahren 2700 beginnt, wenn das UI-Gerät 112 ein externes Gerät oder eine ID/ein Tag (Block 2705) identifiziert. Die ID kann ein Bild, Ton, oder Barcode sein. Die ID kann alternativ ein eindeutiges Tag sein, das mit einer Übertragung durch ein NFC-System oder RFID-System verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann die ID mit einer Prozesseinheit verbunden sein, z. B. mit einem Prozessbereich, einem Gerät, einem Ausrüstungsteil oder einem anderen UI-Gerät 112.
Das UI-Gerät 112 kann Kontextinformationen empfangen, basierend auf dem identifizierten externen Gerät bzw. der ID (Block 2710). In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die Kontextinformationen von dem identifizierten externen Gerät bzw. der ID empfangen. In anderen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 die Kontextinformationen vom Server 150 als Antwort auf die Übertragung von Daten empfangen, welche dem Server 150 gegenüber die ID darstellen. Die Kontextinformationen können Kontextelemente wie Standort, Ausrüstung, Zeitpläne, Arbeitsaufgaben usw. darstellen.
Das UI-Gerät 112 kann Informationen für das Display des UI-Geräts 112 (Block 2715) bereitstellen. Die Informationen können gemäß den empfangenen Kontextinformationen bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 Informationen erzeugen, die für einen empfangenen Standort, identifizierte Ausrüstungsteile oder Geräte, empfangene Zeitpläne oder Arbeitsaufgaben relevant sind.
Unter Bezugnahme auf 28 zeigt ein Ablaufschema ein exemplarisches Verfahren 2800, das auf einem UI-Gerät 112 zur Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage 10 mit Hilfe des UI-Geräts 112 ausgeführt wird. Verfahren 2800 kann, ganz oder teilweise, in einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Prozesssteuerungs-Netzwerk 100. Insbesondere kann Verfahren 2800, ganz oder teilweise, an einem oder mehreren Geräten oder Systemen implementiert werden, zum Beispiel dem Server 150, oder an einem oder mehreren Geräten oder Systemen wie den UI-Geräten 112. Verfahren 2800 kann als ein Satz von Anweisungen, Routinen, Programmen oder Modulen im Speicher 815 oder im Speicher 1203 gespeichert und durch den Prozessor 810 oder den Prozessor 1201 ausgeführt werden.
Das Verfahren beginnt mit einem UI-Gerät 112, das an den Server 150 über ein Netzwerk eine erste Anforderung von ersten Daten aus einem ersten Datenspeicherbereich (Block 2805) übertragen kann. Der Datenspeicherbereich kann ein einheitlicher, logischer Datenspeicherbereich sein, der ein oder mehr Geräte enthält, die so konfiguriert sind, dass, unter Verwendung eines gemeinsamen Formats, Prozessdaten gespeichert werden, die der verfahrenstechnischen Anlage entsprechen. Die Prozessdaten können mehrere Arten von Prozessdaten umfassen, z. B. Konfigurationsdaten, kontinuierliche Daten, Chargendaten, Messdaten und Ereignisdaten.
Das UI-Gerät 112 kann, vom Server 150 und als Antwort auf die erste Anforderung, die ersten Daten aus dem Speicherbereich (Block 2810) empfangen. Das UI-Gerät 112 kann die ersten vom Server 150 (Block 2815) empfangenen Daten anzeigen.
Das UI-Gerät 112 kann einen Hinweis erhalten, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe zu einem externen Gerät (Block 2820) befindet. Das UI-Gerät 112 kann eine Kommunikationsschaltung umfassen, die so funktioniert, dass sie die Nähe von externen Geräten erfasst. Die Kommunikationsschaltung kann eine Near Field Communication (NFC)-Schaltung, eine Radiofrequenz -Identifikation (RFID)-Schaltung, eine Bluetooth-Schaltung, eine Schaltung, die nach dem IEEE-802.11-Protokoll, oder eine Schaltung, die nach dem Wireless-HART-Protokoll arbeitet, umfassen. In einigen Fällen kann das UI-Gerät 112 einen Hinweis erhalten, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe zu einem zusätzlichen UI-Gerät 112 befindet.
Das UI-Gerät 112 kann, je nach den empfangenen Hinweisen, eine zweiten Anforderung nach zweiten Daten an den Server 150 übertragen (Block 2825). In einigen Ausführungsformen umfasst das Übertragen der zweiten Anforderung das Übertragen einer Anforderung von Statusinformationen über das zusätzliche UI-Gerät 112 an den Server 150.
Das UI-Gerät 112 kann, vom Server 150 und als Antwort auf die zweite Anforderung, die zweiten Daten (Block 2830) empfangen. In einigen Ausführungsformen können die zweiten Daten die angeforderten Statusinformationen des zusätzlichen UI-Geräts 112 darstellen. In solchen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112, entsprechend den empfangenen Statusinformationen, auch Prozesssteuerungsdaten aus dem Speicherbereich anzeigen. Das Anzeigen der Prozesssteuerungsdaten kann das Duplizieren der Anzeige des zusätzlichen UI-Geräts 112, auf der Anzeige des UI-Geräts 112 umfassen. Das Anzeigen der Prozesssteuerungsdaten kann das Anordnen der Daten, die auf dem zusätzlichen UI-Gerät 112 angezeigt werden, auf der Anzeige des UI-Geräts 112 umfassen.
In anderen Ausführungsformen kann das Empfangen der Näherungsanzeige (Block 1720) das Empfangen eines Hinweises umfassen, dass das UI-Gerät 112 sich in der Nähe eines Prozesssteuerungsgeräts befindet. Das Übertragen der zweiten Anfrage (Block 2825) kann das Übertragen eines Hinweises an den Server 150 umfassen, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe des Prozesssteuerungsgeräts befindet. In solchen Ausführungsformen kann das Empfangen der zweiten Daten das Empfangen von Prozesssteuerungsdaten umfassen, die zu dem Prozesssteuerungsgerät in Bezug stehen (Block 2830). Das Empfangen von Prozesssteuerungsdaten die zu dem Prozesssteuerungsgerät in Bezug stehen, kann das Empfangen und Anzeigen von Daten von einer oder mehreren der folgenden Punkte umfassen: von einem Alarm, der dem Prozesssteuerungsgerät zugeordnet ist; von einer dem Prozesssteuerungsgerät zugeordneten Wartungsaufgabe; von einer schematischen Darstellung des Bereichs der verfahrenstechnischen Anlage, die dem Prozesssteuerungsgerät zugeordnet ist; oder von einem Status eines Bereichs der verfahrenstechnischen Anlage, der dem Prozesssteuerungsgerät zugeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Empfangen der Näherungsanzeige (Block 2820) das Empfangen eines Hinweises umfassen, dass sich das mobile Gerät in einem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlage befindet. In solchen Ausführungsformen kann das Übertragen der zweiten Anfrage (Block 2825) kann das Übertragen eines Hinweises an den Server 150 umfassen, dass sich das UI-Gerät 112 in dem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlage befindet. Außerdem kann das Empfangen der zweiten Daten (Block 2830) das Empfangen von zweiten Prozesssteuerungsdaten umfassen, die mit dem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlagen in Bezug stehen. Das Empfangen von Prozesssteuerungsdaten, die mit dem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlagen in Bezug stehen, können das Empfangen und Anzeigen von Daten aus einem oder mehreren der folgenden Punkte umfassen: von einem Alarm, der mit dem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlage verbunden ist; von einer dem bestimmten Bereich der verfahrenstechnischen Anlage zugeordneten Wartungsaufgabe; von einer schematischen Darstellung des bestimmten Bereichs der verfahrenstechnischen Anlage; oder von einem Status von einer oder mehreren Prozesssteuerungsgeräten, die dem bestimmten Bereich zugeordnet sind.
In bestimmten Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 nicht mit dem Server 150 kommunizieren, sondern es kann mit der Ausrüstung in einem bestimmten Bereich kommunizieren. Zum Beispiel kann sich das UI-Gerät 112 in der Nähe zu einem bestimmten Teil der Prozessausrüstung in einem Bereich der verfahrenstechnischen Anlage befinden, und es kann, direkt oder über ein Zwischengerät (z. B. über einen Router oder einen anderen Zugangspunkt, der Teil eines drahtlosen Netzwerks ist), mit einer oder mehreren Geräten (die nicht der Server 150 sind), im Bereich der verfahrenstechnischen Anlage kommunizieren. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn der Server 150 nicht verfügbar ist oder wenn der Bereich des verfahrenstechnischen Anlage physisch oder logisch vom Server 150 getrennt ist. In jedem Fall kann das UI-Gerät 112 Daten oder Anfragen direkt senden und/oder Daten direkt empfangen, die von Geräten im Bereich der verfahrenstechnischen Anlage stammen. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 eine Anforderung von Daten über ein Netzwerk direkt an ein anderes Gerät (statt an den Server 150) übertragen, es kann Daten von dem Gerät als Antwort auf die Anforderung empfangen, es kann die empfangenen Daten anzeigen, es kann einen Hinweis empfangen, dass sich das UI-Gerät 112 in der Nähe von einem externen Gerät befindet, usw.
Ein Ablaufschema eines Verfahrens 2900 zur Vereinfachung der mobilen Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage, zeigt 29. Verfahren 2900 umfasst die Implementierung eines mobilen UI-Geräts (Block 2905) und das Bereitstellen einer Komponente zur Standortsensitivität in dem mobilen UI-Gerät, das so eingerichtet ist, dass es Informationen erzeugt, die zum Standort des Mobilgeräts (Block 2910) gehören. Verfahren 2900 umfasst auch das Bereitstellen einer Datenbank, in der Layoutinformationen der verfahrenstechnischen Anlage (Block 2915) gespeichert sind, sowie die Implementierung einer ersten Routine auf dem mobilen UI-Gerät (Block 2920). Die erste Routine kann so eingerichtet sein, dass sie Informationen interpretiert, die von der Komponente zur Standortsensitivität gemäß den Informationen erzeugt wurden, die in der Datenbank gespeichert sind, um eine Beziehung zwischen dem Standort des mobilen UI-Geräts und der Anordnung der verfahrenstechnischen Anlage festzulegen. Das mobile UI-Gerät kann auch eine zweite Routine umsetzen, die so funktioniert, dass sie eine Grafik zur Darstellung auf dem Display erzeugt, die dem festgelegten Verhältnis zwischen dem Standort des Mobilgeräts und dem Layout der verfahrenstechnischen Anlage entspricht (Block 2925). In bestimmten Ausführungsformen kann das Bereitstellen einer Datenbank, die Layout-Informationen speichert, die Bereitstellung der Datenbank umfassen, die Layout-Informationen in der Vogelperspektive speichert, oder es kann das Bereitstellen der Datenbank umfassen, die Layout-Informationen in einer Perspektive auf Augenhöhe speichert. Die Layout-Informationen können für jedes Prozessgerät ein Geräte-Tag, eine Gerätevisualisierung (z. B. eine oder mehrere Visualisierungen, die jeweils einem Typ von mobilen UI-Gerät oder einem Anzeigetyp eines mobilen UI-Geräts entsprechen), einen Gerätestandort sowie Verbindungsinformationen von Geräten umfassen. Die Komponente zur Standortsensitivität kann zum Beispiel ein GPS-Empfänger, ein RFID-Lesegerät, ein RFID-Tag und ein Kommunikationskanal zwischen dem mobilen UI-Gerät und einem Server sein, der Daten für das mobile UI-Gerät bereitstellt, mehrere Sensoren (z. B. Beschleunigungsmesser und Gyroskope), die dazu dienen, relativ zu einem Ankerpunkt, die Bewegung und Position des mobilen UI-Geräts usw. festzustellen. Das Implementieren der zweiten Routine umfasst, in einigen Ausführungsformen, das Implementieren einer Routine, die dazu dient, eine Echtzeit-Grafik des Standorts des mobilen UI-Geräts innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage zu erzeugen, wenn sich das UI-Gerät innerhalb der verfahrenstechnischen Anlage bewegt. Das Erzeugen einer Echtzeit-Grafik des Standorts des mobilen UI-Geräts kann die Darstellung des Standorts des mobilen UI-Geräts auf einer Anzeige in der Vogelperspektive umfassen, oder die Darstellung des Standorts des mobilen UI-Geräts auf einer Anzeige in drei Dimensionen in einer Perspektive auf Augenhöhe.
Es sollte jetzt klar sein, dass die UI-Geräte 112 und, in einigen Ausführungsformen, das Steuerungsnetzwerk 100, sich über verschiedene Kontextinformationen bewusst sein kann, einschließlich vor allem des Standortes von einem oder mehreren der UI-Geräte 112 in der verfahrenstechnischen Anlage 10. Es wurden verschiedene Verfahren beschrieben, wie das Steuerungsnetzwerk 100 (einschließlich des Servers 150) oder die UI-Geräte 112 den Standort eines Geräts bestimmen können. Zum Beispiel kann das UI-Gerät 112 mit Kontext-ID-Geräten 2402 und/oder dem Server 150 zusammenarbeiten, um den Standort eines UI-Geräts 112 zu bestimmen. Die UI-Geräte 112 können auch die GPS-Empfänger 832 umfassen, durch welche die UI-Geräte 112 ihren Standort durch das Empfangen von Signale von GPS-Satelliten bestimmen, wie allgemein verständlich ist. In einigen Ausführungsformen kann jedoch eins oder mehrere der UI-Geräte 112 auch das Inertial Positioning System (IPS) 834 zur Trägheitspositionierung umfassen. Das IPS 834 kann die Form von eigenständigen Komponenten oder einer integrierten Schaltung annehmen. In wenigstens einer Ausführungsform ist das IPS 834 eine integrierte Schaltung, die eine Hochpräzisions-Taktschaltung, drei Beschleunigungsmesser (jeweils einen auf der x-, y- und z-Achse), und drei Gyroskope (jeweils eins auf der x-, y- und z-Achse) besitzt. In einigen Ausführungsformen umfasst das IPS 834 auch einen Kompass oder Magnetometer.
In jedem Fall kann das IPS 834 so betrieben werden, dass es die Bewegung und Orientierung des UI-Geräts 112, in dem es vorhanden ist, erkennt, und dass es Informationen über den Abstand und die Richtung bereitstellt, in die sich das Gerät bewegt oder bewegt hat. Durch das Kombinieren der Informationen über die erkannte Bewegung und Orientierung des UI-Geräts 112 mit einer anderen Informationsquelle, die eine Anfangsposition (einen „Ankerpunkt“) des UI-Geräts 112 angibt, kann das UI-Gerät 112 seinen Standort unabhängig von irgendeiner ständigen Informationsquelle bestimmen. Zum Beispiel kann ein UI-Gerät 112, das von einem Bediener getragen wird, einen GPS-Empfänger aufweisen und kann den Standort des UI-Geräts 112 nachverfolgen, wenn sich der Bediener durch einen Außenbereich in Richtung eines Innenbereichs bewegt. Wenn der Bediener die Grenze zwischen Außenbereich und Innenbereich überquert, werden das UI-Gerät 112 und insbesondere der GPS-Empfänger 832 wahrscheinlich das GPS-Signal verlieren. Das UI-Gerät 112 kann den letzten bekannten Standort des UI-Geräts 112, der mittels des GPS-Empfängers 832 bestimmt wurde, als Ankerpunkt benutzen. Vom Ankerpunkt aus kann das UI-Gerät 112 die Strecke und die Richtung bestimmen, die bzw. in die sich das UI-Gerät 112 in dem Innenbereich bewegt hat. Mit Hilfe dieser Informationen können das UI-Gerät 112, Routinen, die auf dem UI-Gerät 112 in Betrieb sind, und möglicherweise andere Geräte (z. B. der Server 150, das Überwachungsmodul 106, usw.), weiterhin den Standort des UI-Geräts 112 verfolgen. Das UI-Gerät 112 kann dem Bediener weiterhin eine Darstellung des Standorts des Bedieners in dem Innenbereich bereitstellen, es kann dem Bediener Navigationsanweisungen zu einem bestimmten Anlagenteil bieten (z. B. zu einem bestimmten Ausrüstungsteil), es kann basierend auf dem Standort des Bedieners in der Anlage Maßnahmen ergreifen oder empfehlen, und so weiter.
Es wird angemerkt, dass der GPS-Empfänger 832 nicht die einzige Informationsquelle ist, die einen Ankerpunkt für die Verwendung in Kombination mit dem IPS 834 darstellen kann. Jedes der Kontext-ID-Geräte 2402 kann ebenfalls mit dem UI-Gerät 112 zusammenarbeiten, um einen Ankerpunkt zu bestimmen. Wenn zum Beispiel der Bediener die Grenze zwischen Außenbereich und Innenbereich überquert, kann ein Kontext-ID-Gerät 2402 an der Grenze (z. B. ein NFC-Gerät an einem Türrahmen) mit dem UI-Gerät 112 kommunizieren, um den Standort des UI-Geräts festzustellen 112 und einen Ankerpunkt zu bieten. Als weiteres Beispiel kann der Bediener das UI-Gerät 112 zum Scannen oder anderweitigen Interaktion mit einem Kontext-ID-Gerät 2402 nutzen (z. B. mit einem RFID-Tag, einem NFC-Chip, einem Barcode usw.), und das an einer beliebigen bekannten, festen Position in der verfahrenstechnischen Anlage (z. B. an einem Prozessgerät, in der Nähe eines bestimmten Anlagenbereichs usw.), um einen Ankerpunkt zu schaffen.
Das UI-Gerät 112 kann den Ankerpunkt und Informationen, die vom IPS 834 bereitgestellt werden, nutzen, um auf dem Display des UI-Geräts 112 den Standort des UI-Geräts 112 in der verfahrenstechnischen Anlage oder einer anderen Umgebung darzustellen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst dies die Darstellung des Standorts auf einem Grundriss der verfahrenstechnischen Anlage, die Darstellung des Standorts auf einer 3D-Karte der verfahrenstechnischen Anlage, die Darstellung des Standorts auf einer schematischen Darstellung der verfahrenstechnischen Anlage usw. Alternativ oder außerdem kann das UI-Gerät 112 Navigationsinformationen bereitstellen, um den Bediener zu einer gewünschten Stelle in der verfahrenstechnischen Anlage zu leiten (z. B. zu einer Stelle mit einer zugeordneten Arbeitsaufgabe, zu einem ausgewählten Standort, zu einem Gerät mit einem Fehler oder Alarm usw.). In einigen Ausführungsformen kann das UI-Gerät 112 Navigations- oder Positionsinformationen bereitstellen, um einen Bediener zu anderen Personen in der Anlagenumgebung zu führen. Dies kann zum Beispiel nützlich sein, wenn man versucht, verletzte Mitarbeiter oder Personen zu finden, die für eine Aufgabe Hilfe angefordert haben.
Jedes UI-Gerät 112, das über Positionsdaten verfügt, sei es durch GPS-Daten, IPS-Daten oder durch Zusammenarbeit mit Kontext-ID-Geräten 2402 bereitgestellt, kann den Standort des UI-Geräts 112 für das Steuersystem bereitstellen, insbesondere für den Server 150 und/oder das Überwachungsmodul 106. In einigen Ausführungsformen kann die Anwesenheit des UI-Geräts 112 in einem bestimmten Bereich dazu führen, dass der Server 150, das Überwachungsmodul 106 oder das UI-Gerät 112 ein oder mehrere Merkmale des UI-Gerät 112 deaktiviert. Zum Beispiel kann das Mikrofon 842 und/oder die Kamera 844 deaktiviert werden, wenn sich das UI-Gerät 112 in einem Bereich befindet, in dem die Privatsphäre des Bedieners wichtig sein könnte (z. B. in einem Waschraum), oder wenn es die Sicherheitsüberlegungen erfordern.
Ebenso können, in einigen Ausführungsformen, verschiedene Steuerungsaspekte der verfahrenstechnischen Anlage durch die Anwesenheit von Personen in einem Bereich verändert werden. Zum Beispiel können bestimmte Sicherheitssysteme einen ersten Schwellenwert haben, wenn sich keine Personen in dem Gebiet aufhalten, und einen zweiten, konservativeren Schwellenwert, wenn sich Personen in der Umgebung aufhalten. Auf diese Weise kann die Sicherheit von Personen verbessert werden.
30 ist ein Ablaufschema eines Verfahrens 3000 zum Bestimmen der Position eines mobilen Geräts in einer Prozesssteuerungsumgebung. Verfahren 3000 umfasst das Erfassen einer Ankerposition innerhalb einer verfahrenstechnischen Anlage (Block 3005) und das Bestimmen der Ankerposition gemäß den erfassten Daten (Block 3010). Das Verfahren umfasst auch das Empfangen von Daten von der Schaltung des mobilen Geräts, die Hinweise auf die Beschleunigung und Ausrichtung des Mobilgeräts geben (Block 3015), und das Bestimmen einer Position des mobilen Geräts anhand der empfangenen Daten und der Ankerposition (Block 3020). In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Erfassen von Daten, die eine Ankerposition angeben, das Bestimmen einer Position des mobilen Geräts unter Verwendung eines globalen Satellitennavigationssystems, z. B. GPS, GLONASS oder eines beliebigen anderen Satellitennavigationssystems. Das Erfassen von Daten, die eine Ankerposition angeben, umfasst in einigen Ausführungsformen das Erfassen eines Bildes (z. B. eines Bild eines Barcodes, eines Bild eines Abschnitts der verfahrenstechnischen Anlage usw.). Wo beispielsweise ein Bild eines Abschnitts der verfahrenstechnischen Anlage erfasst wird, kann das erfasste Bild mit einer Datenbank mit geologisch lokalisierten Bildern (d.h. Bilder, die einem entsprechenden physischen Ort zugeordnet sind) verglichen werden. Die Daten, welche die Ankerposition angeben, könnten auch Daten von einem oder mehreren drahtlosen Signalen umfassen, z. B. Signale, die mit einer IEEE 802.11-Spezifikation konform sind, die Daten von einem RFID-Gerät erfassen, die eine Bluetooth-Verbindung herstellen oder eine Nahfeld-Kommunikationssitzung einrichten. Das Erfassen von Daten, die einen Hinweis auf die Ankerposition geben, könnte auch das Ermitteln eines Prozesssteuerungsgeräts in der Nähe des mobilen Geräts und das Empfangen oder Abrufen von Informationen aus dem Speicher (oder aus einer entfernten Datenbank) umfassen, der mit dem Standort des Prozesssteuerungsgeräts verbunden ist.
Das Empfangen von Daten, die Hinweise auf Beschleunigung und die Orientierung des mobilen Geräts enthalten, umfasst das Empfangen von Daten von einem oder mehreren Beschleunigungsmessern und von einem oder mehreren Gyroskopen, die Daten von einem Magnetometer empfangen. Verschiedene Ausführungsformen umfassen das Empfangen von Daten von einer Trägheitsmesseinheit und/oder das Empfangen von Daten von einem Gerät, das drei Beschleunigungsmesser und drei Gyroskope umfasst. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch das Starten einer Anwendung des Mobilgeräts, was zumindest teilweise auf der ermittelten Position des mobilen Geräts basiert, wobei die Anwendung so arbeitet, dass sie den Betrieb der verfahrenstechnischen Anlage modifizieren kann.
Bezugnehmend auf 31, zeigt ein Ablaufschema ein Verfahren 3100 für den kontextabhängigen Betrieb eines mobilen Geräts in einer Prozesssteuerungsumgebung. Das Verfahren umfasst die Erfassung von Informationen am mobilen Gerät, um eine Prozesseinheit in der Prozesssteuerungsumgebung zu identifizieren (Block 3105). Die Prozesseinheit kann jede Prozesseinheit in der verfahrenstechnischen Anlage sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Bereich der verfahrenstechnischen Anlage, ein Prozesssteuerungsgerät, eine Steuereinheit und dergleichen. Das Verfahren umfasst auch das Identifizieren der Arbeitsaufgabendaten, die der Prozesseinheit zugeordnet sind, auf dem mobilen Gerät (Block 3110). Die Arbeitsaufgabendaten umfassen Informationen über eine Zielfunktion, die der Prozesseinheit zugeordnet ist. Als Antwort auf die erhaltenen Informationen und die identifizierten Arbeitsaufgabendaten wird automatisch ein Ereignis am mobilen Gerät ausgelöst, um das Implementieren der Zielfunktion zu vereinfachen, die mit der Prozesseinheit verbunden ist, (Block 3115). Die Zielfunktion kann eine geplante Aufgabe sein, die der Prozesseinheit zugeordnet ist. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Auslösen eines Ereignisses am mobilen Gerät zumindest eins der folgenden Elemente: das mobile Gerät stellt Anweisungen bereit, die für die Ausführung der geplanten Aufgabe relevant sind; das mobile Gerät zeigt Sicherheitsinformationen an (z. B. die Materialien in einem Prozesssteuerungsgerät; ob das Prozesssteuerungsgerät deaktiviert und/oder gesperrt wurde; ob Restmaterial nachweisbar ist usw.); das mobile Gerät startet eine Anwendung zur Ausführung der geplanten Aufgabe; oder das mobile Gerät stellt eine Schnittstelle für die Durchführung der geplanten Aufgabe bereit. Die Zielfunktion kann, in einigen Ausführungsformen, eine Funktion zur Erlaubnisüberprüfung sein, die mit der Prozesseinheit verbunden ist. Das automatisch ausgelöste Ereignis kann das Identifizieren einer Benutzer-ID sein, die mit dem Benutzer verbunden ist, der das mobile Gerät bedient; das Identifizieren eines Berechtigungstokens, das mit der Prozesseinheit verbunden ist; das Bestimmen einer Berechtigungsebene auf Basis der Benutzer-ID und des Berechtigungstokens; und das Bereitstellen einer Schnittstelle zum Ändern von Parametern, die der Prozesseinheit in dem Maße zugeordnet sind, wie es von der Berechtigungsebene angegeben wird. Die Berechtigungsebene kann das Ausmaß angeben, in dem es dem Benutzer erlaubt ist, Parameter zu ändern, die dem Prozesssteuerungsgerät zugeordnet sind. Die Zielfunktion, die mit der Prozesseinheit verbunden ist, könnte auch eine Alarmkontrollfunktion sein, und das Auslösen eines Ereignisses kann das Identifizieren des Alarms und das Bereitstellen einer Anzeige des Alarms umfassen. Die Zielfunktion könnte eine Funktion zur Standortbestimmung sein, und das automatisch ausgelöste Ereignis könnte die Bestimmung eines Standorts sein, der mit dem Prozesssteuerungsgerät verbunden ist, und die Bereitstellung einer grafischen Karte, die einen Standort der Prozesseinheit innerhalb der Prozesssteuerungsumgebung zeigt. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Erfassen von Informationen zum Identifizieren einer Prozesseinheit das Erfassen von einer oder mehreren Datenvariablen von einem oder mehreren entsprechenden Identifizierungsgeräten mit einer festen räumlichen Beziehung zu einer entsprechenden Prozesseinheit in der Prozesssteuerungsumgebung und einer eindeutigen ID. In bestimmten Ausführungsformen ist das Kontextidentifizierungsgerät ein Barcode und das Erfassen der Tag-Daten umfasst das Erfassen eines Bildes des Barcodes und eine Barcode-Analyse zur Identifizierung der Tag-Daten. Das Kontextidentifizierungsgerät kann ein Funksender ist, und das Erfassen der Tag-Daten kann das Erfassen eines Hochfrequenzsignals umfassen, das von dem Funksender abgegeben wird, das die Tag-Daten trägt. Der Funksender kann ein NFC-Gerät, ein RFID-Gerät oder ein persönliches Netzwerkgerät sein, das kurzwellige Funkübertragungen sendet. Das Erfassen von Informationen, um eine Prozesseinheit in der Prozesssteuerungsumgebung zu identifizieren, umfasst, in bestimmten Ausführungsformen, das Erfassen eines Bildes, das eindeutig der Prozesseinheit zugeordnet ist. Das Erfassen von Informationen kann auch das Erfassen eines Audiosignals sein und das Bestimmen, dass das Audiosignal mit der Prozesseinheit korreliert. Ebenso kann das Erfassen von Informationen das Erfassen eines Bewegungsmusters umfassen, das mit einer Prozesseinheit verbunden ist.
Analyse physikalischer Phänomene
Die UI-Geräte 112 können, in bestimmten Ausführungsformen, mit dem Expertensystem 104 und dem Big-Data-System 102 zusammenarbeiten, um Daten im Zusammenhang mit physikalischen Phänomenen zu analysieren. Die physikalischen Phänomene, die analysiert werden können, umfassen (ohne Einschränkung) Phänomene in Bezug auf Licht im sichtbaren und nicht sichtbaren Spektrum (z. B. Flammenfarben in sichtbaren und IR-Spektren), und Phänomene in Bezug auf Schwingungen im hörbaren Bereich sowie unterhalb und oberhalb der Hörschwelle (z. B. Klang und andere Schwingungen). Personal, das ein UI-Gerät 112 trägt, das mit einer Kamera, Beschleunigungsmessern, einem Mikrofon oder einer anderen Ausrüstung ausgestattet ist, kann verwendet werden, um Daten im Zusammenhang mit dem physikalische Phänomen zu erfassen und/oder aufzuzeichnen. Eine Kamera kann zum Beispiel ein Bild im sichtbaren Bereich, oder, in bestimmten Ausführungsformen, im Infrarotbereich oder anderen Spektren erfassen und aufzeichnen. Ein Mikrofon kann hörbare Schwingungen und Schwingungen oberhalb und/oder unterhalb der Hörschwelle, die durch die Luft übertragen werden, fühlen und/oder aufzeichnen. Beschleunigungsmesser können Schwingungen erfassen und/oder aufzeichnen, wenn das UI-Gerät 112 an einem Ausrüstungsteil platziert wird. Die einzelnen und/oder alle diese Arten von Daten können vom UI-Gerät 112 an das Expertensystem 104 gesendet werden, um die Daten zu analysieren und/oder mit dem Big-Data-System 102 zu vergleichen.
32 zeigt ein Verfahren 3200 zum Analysieren physikalischer Phänomene in einer verfahrenstechnischen Anlage. Verfahren 3200 umfasst das Erfassen eines physikalischen Phänomens in der verfahrenstechnischen Anlage in einem mobilen Gerät (Block 3205). Das Erfassen des physikalischen Phänomens kann, in verschiedenen Ausführungsformen, das Erfassen einer visuellen Szene, eines Tons und/oder einer Schwingung umfassen. Als Beispiel und nicht als Einschränkung, kann, in verschiedenen Ausführungsformen, das Erfassen des physikalischen Phänomens das Erfassen einer visuellen Szene umfassen, einschließlich einer Flamme, eines Klangs, der mit einer Brennkammer verbunden ist, eines Tons, der mit der Bewegung einer Flüssigkeit verbunden ist, eines Bildes oder Videos von der Spitze eines Stapels und/oder einer Schwingung, die mit einem Drehelement verbunden ist.
Verfahren 3200 umfasst auch die Umwandlung des erfassten physikalischen Phänomens in digitale Daten, die das physikalische Phänomen darstellen, auf dem mobilen Gerät (Block 3210). Das heißt, das physikalische Phänomen (die visuelle Szene, das Geräusch, die Schwingung usw.) wird verwendet und in digitale Daten umgewandelt, zum Beispiel in die Form eines digitalen Bildes, eines digitalen Videos, einer digitalen Audiodatei oder in eine digitale Darstellung der erfassten Schwingung. Ferner umfasst Verfahren 3200 das Übertragen der digitalen Daten an ein Expertensystem (Block 3215) und das Analysieren der digitalen Daten in dem Expertensystem, um den Status von einem oder mehreren Prozesselementen zu bestimmen (Block 3220). Als Beispiel: Wenn das erfasste physikalische Phänomen die visuelle Szene einer Flamme ist, kann die Analyse der Daten die Analyse der Farben umfassen, die einem oder mehreren Abschnitten der Flamme zugeordnet sind, oder es kann die Form der Flamme und/oder die Bewegung der Flamme analysiert werden; wenn das erfasste physikalische Phänomen ein Ton oder eine Schwingung ist, die mit der Bewegung einer Flüssigkeit verbunden ist, kann die Analyse der Daten das Erfassen einer Kavitation sein, die mit der Flüssigkeitsbewegung verbunden ist; wenn das erfasste physikalische Phänomen eine visuelle Szene von der Spitze eines Stapels ist, können die analysierten Daten eine Analyse der Farbe oder Menge der Rauchentwicklung umfassen.
Verfahren 3200 kann auch, in verschiedenen Ausführungsformen, einen anormalen Zustand umfassen, der mit einem oder mehreren Prozesselementen verbunden ist, um aus den digitalen Daten eine Ursache des anormalen Zustands zu bestimmen; um automatisch eine Änderung an einem oder mehreren Prozesssteuerungsparametern zur Korrektur des anormalen Zustands zu initiieren; um automatisch eine Arbeitsaufgabe zu erzeugen, die das Personal veranlasst, Maßnahmen zu ergreifen, um den anormalen Zustand zu korrigieren; um einem Bediener Hinweise zu einer Korrekturmaßnahme zu geben, die ergriffen werden muss, um den anormalen Zustand zu beenden; und/oder um eine Kraftstoffzusammensetzung zu bestimmen, die mit einer Flamme oder einer Brennkammer verbunden ist.
Die folgenden zusätzlichen Überlegungen gelten für die vorstehende Diskussion. Überall in dieser Beschreibung beziehen sich Aktionen, die von dem Server 150, dem UI-Gerät 112 oder jedem anderen Geräte oder anderen Routinen durchgeführt werden, allgemein auf Aktionen und Prozesse eines Prozessors, der Daten gemäß maschinenlesbaren Anweisungen manipuliert oder transformiert. Die maschinenlesbaren Anweisungen können auf einer Speichervorrichtung, die mit dem Prozessor verbunden ist, gespeichert und von ihr abgerufen werden. Das heißt, die hier beschriebenen Verfahren können durch einen Satz von maschinenausführbaren Anweisungen, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind (d.h. auf einem Speichergerät) verkörpert werden. Die Anweisungen sorgen dafür, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren eines entsprechenden Geräts (z. B. eines Servers, eines mobilen Geräts usw.) ausgeführt werden, dass der Prozessor das Verfahren ausführt. Wenn bei Anweisungen, Routinen, Modulen, Prozessen, Diensten, Programmen und/oder Anwendungen hier die Begriffe „gespeichert“ oder „auf einem computerlesbaren Speicher gesichert“ oder „auf einem computerlesbaren Medium gespeichert“ verwendet werden, sind die Begriffe „gespeichert“ und „gesichert“ so zu verstehen, dass sie transitorische Signale ausschließen.
Benutzerschnittstellengeräte werden in dieser Beschreibung austauschbar als „UI-Geräte“ und „mobile UI-Geräte“ bezeichnet. Während diese Geräte in den meisten Fällen einfach als „UI-Geräte“ bezeichnet werden, wird in bestimmten Beschreibungen der Begriff „mobile“ hinzugefügt, um anzuzeigen, dass, in einer speziellen exemplarischen Verwendung, das UI-Gerät ein mobiles UI-Gerät sein kann. Die Verwendung oder das Fehlen der Begriff „mobil“ sollte nicht als einschränkend angesehen werden, da die hierin beschriebenen Konzepte auf alle UI-Geräte anwendbar sind, die in der Umgebung einer verfahrenstechnischen Anlage verwendet werden können.
Obwohl viele der hier beschriebenen Beispiele sich auf Browsern beziehen, die Informationen anzeigen, sieht jedes der Beispiele die Verwendung von nativen Anwendungen vor, die mit einem Server kommunizieren, um Informationen bereitzustellen. Die nativen Anwendungen können für jede mobile Plattform entwickelt werden, für jedes Workstation-Betriebssystem oder für jede Kombination aus mobilen Plattformen und/oder Workstation-Betriebssystemen und/oder Web- Browsern. Zum Beispiel kann ein mobiles UI-Gerät auf der Android^TM-Plattform laufen, während ein kooperierendes stationäres UI-Gerät (z. B. eine Workstation) auf der Windows^® 7-Plattform läuft.
Während ferner die Begriffe „Bediener“, „Personal“, „Person“, „Benutzer“, „Techniker“ und andere Begriffe verwendet werden, um Personen zu beschreiben, die in der Umgebung der verfahrenstechnischen Anlage die hier beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren nutzen oder mit ihnen interagieren, sind diese Begriffe nicht als einschränkend anzusehen. Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, können die hier beschriebenen Systeme, Vorrichtungen und Verfahren dazu führen, dass das Anlagenpersonal bis zu einem gewissen Grad von den traditionellen Beschränkungen befreit wird, die von Prozessleitsystemen geboten werden. Das heißt, die Bediener können einige Aktivitäten durchführen, die traditionell von Technikern durchgeführt wurden, und Techniker können an Aktivitäten teilhaben, die traditionell den Bedienern vorbehalten waren, und dergleichen. Wenn in der Beschreibung ein bestimmter Begriff verwendet wird, dann wird der Begriff, zum Teil, aufgrund der traditionellen Aktivitäten verwendet, an denen sich Anlagenpersonal beteiligt, er ist jedoch nicht dazu gedacht, die Mitarbeiter einzuschränken, die sich an der jeweiligen Aktivität beteiligen könnten.
Außerdem können in dieser Beschreibung im Plural verwendete Instanzen Komponenten, Operationen oder Strukturen umsetzen, die als Instanz im Singular beschrieben werden. Obwohl einzelne Operationen von einem oder mehreren Verfahren als getrennte Operationen dargestellt und beschrieben werden, können eine oder mehrere der einzelnen Operationen gleichzeitig ausgeführt werden, und nichts erfordert, dass die Operationen in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden. Strukturen und Funktionen, die in Beispielkonfigurationen als separate Komponenten enthalten sind, können als kombinierte Strukturen oder Komponenten implementiert werden. In ähnlicher Weise können Strukturen und Funktionen, die als einzelne Komponente dargestellt sind, als separate Komponenten implementiert werden. Diese und andere Variationen, Modifikationen, Ergänzungen und Verbesserungen fallen in den Rahmen dieses Themas.
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, können Diskussionen hier, die Begriffe benutzen wie „Verarbeitung“, „Computing“, „Berechnung“, „Bestimmung“, „Identifizieren“, „Präsentieren“, „Anzeigen“ oder dergleichen, auf Aktionen oder Prozesse einer Maschine (z. B. eines Computers) verweisen, die Daten manipulieren oder transformieren, die als physische (z. B. elektronische, magnetische oder optische) Größen in einem oder mehreren Speichern (beispielsweise flüchtige Speicher, nicht-flüchtige Speicher oder eine Kombination daraus), in Registern oder anderen Maschinenkomponenten dargestellt werden, die Informationen empfangen, speichern, übertragen oder anzeigen.
Wenn es in der Software implementiert ist, kann jede/r der hier beschriebenen Anwendungen, Dienste und Module in jedem greifbaren, nicht-transitorischem computerlesbaren Speicher wie etwa auf einer Magnetplatte, einer Laser-Disk, einem Festkörperspeichergerät, einem Molekularspeichergerät oder einem anderen Speichermedium, im RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw. gespeichert werden. Obwohl die hierin offenbarten exemplarischen Systeme so dargestellt werden, dass sie auch, neben anderen Komponenten, Software und/oder auf Hardware ausgeführte Firmware umfassen, ist darauf hinzuweisen, dass solche Systeme lediglich als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet werden sollten. Beispielsweise ist es denkbar, dass einige oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten ausschließlich in Hardware, ausschließlich in Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software verkörpert werden können. Dementsprechend wird der Durchschnittsfachmann leicht erkennen, dass die bereitgestellten Beispiele nicht der einzige Weg sind, um solche Systeme zu implementieren.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben wurde, die nur als veranschaulichend anzusehen sind und die Erfindung nicht einschränken sollen, versteht es sich daher für den Durchschnittsfachmann, dass Veränderungen, Ergänzungen oder Entfernungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Aspekte
Die folgenden Aspekte der Offenbarung dienen nur als Beispiele und nicht dazu, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.

1. Verfahren für das Initiieren einer UI-Sitzung auf dem ersten Client-Gerät für die Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage. Das Verfahren umfassend: das Empfangen einer Sitzungsanforderung vom ersten Client-Gerät, das Festlegen eines Gerätetyps, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, das Identifizieren einer Konfiguration einer grafischen Benutzerschnittstelle entsprechend dem Gerätetyp; das Identifizieren einer Zielsitzung, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät entsprechend der Konfiguration der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung; das Übertragen der mit der neuen Sitzung verknüpften Daten an das erste Client-Gerät.
2. Verfahren nach Aspekt 1, wobei das Empfangen einer Sitzungsanforderung vom ersten Client-Gerät das Empfangen (1) einer Zielsitzungs-ID und (2) eines Gerätetyps umfasst.
3. Verfahren nach Aspekt 1 oder 2, wobei das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät gemäß der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung Folgendes umfasst: das Identifizieren als Sitzungsdaten von einem oder mehreren Prozessbereichen, einer Geräteressourcen, oder einer Reihe von Prozessdaten, die in der Zielsitzung überwacht oder gesteuert werden; und das Konfigurieren der neuen Sitzung, um die identifizierten Sitzungsdaten zu überwachen und zu steuern, gemäß den Beschränkungen, die mit der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration verbunden sind.
4. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 3, wobei das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät gemäß der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung das Identifizieren von Kontextdaten, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind, umfasst.
5. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 4, wobei das Identifizieren der Kontextdaten, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind, Folgendes umfasst: (a) Identifizieren eines Standorts des ersten Client-Geräts in der verfahrenstechnischen Anlage; (b) Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; (c) Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit dem ersten Client-Gerät verknüpft ist; (d) Identifizieren von einem oder mehreren Geräten zur Prozesssteuerung in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Client-Gerät; (e) Identifizieren einer Funktion, die auf einem zweiten Client-Gerät ausgeführt wird, das mit der Zielsitzung verknüpft ist; oder (f) Identifizieren einer Benutzer-ID, die mit einem zweiten Client-Gerät verknüpft ist, das mit der Zielsitzung verknüpft ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0068]
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IEEE 802.11 [0287]

Claims

Verfahren zum Initiieren einer UI-Sitzung auf dem ersten Client-Gerät zur Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage, das Verfahren umfassend: das Empfangen einer Sitzungsanforderung von einem ersten Client-Gerät; das Festlegen eines Gerätetyps, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; das Identifizieren der Konfiguration einer grafischen Benutzerschnittstelle entsprechend dem Gerätetyp; das Identifizieren einer Zielsitzung, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät, entsprechend der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung; das Übertragen von Daten, die mit der neuen Sitzung verknüpft sind, an das erste Client-Gerät.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangen einer Sitzungsanforderung vom ersten Client-Gerät das Empfangen (1) einer Zielsitzungs-ID und (2) des Gerätetyps umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät entsprechend der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung umfasst: Identifizieren als Sitzungsdaten eines oder mehrerer Prozessbereiche, einer Geräteressource oder einer Reihe von Prozessdaten, die überwacht oder in der Zielsitzung gesteuert werden, und Konfigurieren der neuen Sitzung, um die identifizierten Sitzungsdaten zu überwachen und zu steuern, gemäß den Einschränkungen, die mit der identifizierten Konfiguration der grafischen Benutzerschnittstelle verknüpft sind und/oder wobei das Konfigurieren einer neuen Sitzung für das erste Client-Gerät gemäß der identifizierten grafischen Benutzerschnittstellen-Konfiguration und der identifizierten Zielsitzung das Identifizieren von Kontextdaten, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind, umfasst; wobei vorzugsweise das Identifizieren der Kontextdaten, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind, Folgendes umfasst: (a) Identifizieren eines Standorts des ersten Client-Geräts in der verfahrenstechnischen Anlage (b) Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; (c) Identifizieren eines Benutzertyps oder einer Benutzer-ID, der bzw. die mit dem ersten Client-Gerät verknüpft ist; (d) Identifizieren von einem oder mehreren Geräten zur Prozesssteuerung in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Client-Gerät (e) Identifizieren einer Funktion, die auf einem zweiten Client-Gerät ausgeführt wird, das mit der Zielsitzung verknüpft ist; (f) Identifizieren einer Benutzer-ID, die mit einem zweiten Client-Gerät verknüpft ist, das mit der Zielsitzung verknüpft ist.
Server zum Initiieren einer UI-Sitzung auf dem ersten Client-Gerät zur Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage. Der Server umfassend: eine Netzwerkschnittstelle, die konfiguriert ist, um über ein Prozesssteuerungsnetzwerk zur Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage zu kommunizieren; einen Prozessor, der kommunikativ mit der Netzwerkschnittstelle verbunden ist; und eine Speichervorrichtung, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist und maschinenlesbare Anweisungen umfasst, die durch den Prozessor ausführbar sind, damit der Prozessor Folgendes ausführt: Empfangen via Netzwerkschnittstelle einer Sitzungsanforderung, eine UI-Sitzung für die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage am ersten Client-Gerät zu beginnen; Identifizieren einer Zielsitzung, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; Festlegen eines Gerätetyps, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; Identifizieren der Konfiguration einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) entsprechend Gerätetyp und identifizierter Zielsitzung; Konfigurieren einer neuen Sitzung entsprechend der identifizierten GUI Konfiguration; und Übertragen, via Netzwerkschnittstelle, von Sitzungsdaten, die mit der neuen Sitzung verknüpft sind, sodass das erste Client-Gerät die Sitzungsdaten empfangen kann und in Übereinstimmung mit den empfangenen Sitzungsdaten und der identifizierten GUI Konfiguration, Information anzeigt, um die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage zu erleichtern.
Server nach Anspruch 4, wobei das Identifizieren der Kontextdaten, die mit der Sitzungsanforderung verknüpft sind, Folgendes umfasst: Empfangen über die Netzwerkschnittstelle, einer Benutzer-ID, die der Sitzungsanforderung zugeordnet ist, und Identifizieren des Gerätetyps basierend auf der empfangenen Benutzer-ID; und/oder wobei das Bestimmen des Gerätetyps, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, das Identifizieren eines mobilen Geräts als Gerätetyp umfasst; und/oder wobei das Konfigurieren einer neuen Sitzung entsprechend der identifizierten GUI-Konfiguration das Identifizieren eines Kontexts, der mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist, umfasst.
Server nach Anspruch 5, wobei das Identifizieren von Kontext, der der Sitzungsanforderung zugeordnet ist, das Identifizieren, basierend auf von der Netzwerkschnittelle empfangenen Informationen, eines oder mehrerer der Folgenden umfasst: (a) einen Standort des ersten Client-Geräts in der verfahrenstechnischen Anlage (b) ein Benutzertyp oder eine Benutzer-ID, der bzw. die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; (c) ein Benutzertyp oder eine Benutzer-ID, der bzw. die mit dem ersten Client-Gerät verknüpft ist; (d) ein oder mehrere Geräte zur Prozesssteuerung in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Client-Gerät (e) eine Funktion, die auf einem zweiten Client-Gerät durchgeführt wird, das mit der Zielsitzung verknüpft ist; (f) eine Benutzer-ID, die mit einem zweiten Client-Gerät verknüpft ist, das mit der Zielsitzung verknüpft ist.
Client-Gerät, um die Steuerung einer verfahrenstechnischen Anlage zu vereinfachen, das Gerät umfassend: eine Eingabeschnittstelle; einen Prozessor, der kommunikativ mit der Eingabeschnittstelle verbunden ist, eine Anzeige, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist, eine Netzwerkschnittstelle, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist und konfiguriert ist, um über ein Prozesssteuerungsnetzwerk zur Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage zu kommunizieren; eine Speichervorrichtung, die kommunikativ mit dem Prozessor verbunden ist und maschinenlesbare Anweisungen enthält, die durch den Prozessor ausführbar sind, damit der Prozessor Folgendes ausführt: Generieren gemäß erkannter Benutzereingabe über die Eingabeschnittstelle, einer Sitzungsanforderung, um eine UI-Sitzung zu starten; Übertragen der Sitzungsanforderung über die Netzwerkschnittstelle; Empfangen über die Netzwerkschnittstelle der Sitzungsdaten, die mit einer neuen Sitzung verknüpft sind, die auf der Sitzungsanforderung basierend initiiert wurde; Basierend auf den Sitzungsdaten Identifizieren von Informationen für die Durchführung der Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage, und Anzeige über eine an der Anzeige bereitgestellten grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) der identifizierten Informationen, um die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage zu erleichtern.
Client-Gerät nach Anspruch 7, wobei die Speichervorrichtung außerdem Anweisungen umfasst, damit der Prozessor über die Netzwerkschnittstelle einen Gerätetyp für das Client-Gerät überträgt; und/oder wobei die Speichervorrichtung außerdem Anweisungen umfasst, damit der Prozessor über die Netzwerkschnittstelle eine Zielsitzung überträgt.
Client-Gerät nach einem der Ansprüche 7 und 8, wobei das Identifizieren der Information für die Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage das Identifizieren der Prozessinformationen umfasst, die durch die Sitzungsdaten festgelegt sind; und/oder wobei das Identifizieren der Informationen zur Erleichterung der Steuerung der verfahrenstechnischen Anlage das Abrufen der Prozessinformationen, basierend auf einer Prozesseinheit, die durch die Sitzungsdaten definiert wurde, umfasst.
Client-Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Speichervorrichtung außerdem Anweisungen enthält, damit der Prozessor: ein Signal über die Netzwerkschnittstelle überträgt, um einen Server über einen Kontext für das Client-Gerät zu informieren.
Das Client-Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Kontext eines oder mehrerer der Folgenden identifiziert: (a) einen Standort des Geräts in der verfahrenstechnischen Anlage; (b) einen Benutzertyp oder eine Benutzer-ID, der bzw. die mit der Sitzungsanforderung verknüpft ist; (c) einen Benutzertyp oder eine Benutzer-ID, der bzw. die mit dem Gerät verknüpft ist; (d) Ein oder mehrere Geräte zur Prozesssteuerung in einem vorbestimmten Abstand von dem Gerät (e) eine Funktion, die auf einem UI-Gerät durchgeführt wird, die mit einer vorherigen Sitzung verknüpft ist, wobei die Sitzungsdaten basierend auf der vorherigen Sitzung identifiziert wurden, und (f) eine Benutzer-ID, die mit einem UI-Gerät verknüpft ist, das mit einer vorherigen Sitzung verknüpft ist, wobei die Sitzungsdaten basierend auf der vorherigen Sitzung identifiziert wurden.