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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle eines industriellen Steuersystems. Die
Schnittstelle umfasst zum Teil Information vom Steuersystem, die in
Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines Steuersystems
dargestellt wird.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei
der Überwachungssteuerung
von Industrieanlagen besteht ein signifikantes Bedürfnis nach Information über die
Ausrüstung,
die aktuellen und vergangenen Prozessdaten, Trends, etc. Diese Information
wird typischerweise durch das Steuersystem geliefert und gewöhnlicherweise
in Form eines oder mehrerer verteilter Steuersysteme (distributed
control systems, DCS) und/oder von Überwachungssteuerungs- und
Datenerwerbungssystemen (supervisory control and data acquisition,
SCADA). Mit der Zunahme der Rechenleistung und den Fortschritten
bei der Kommunikation und der computerisierten Messung gibt es eine
zunehme Menge von Daten, die für die
Betreiber verfügbar
sind.
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Die
Information wird heutzutage den Betreibern oft durch Anzeigeschirme
präsentiert,
die Prozessgraphiken zeigen, die Prozessdaten (Messungen, Werte),
Identifizierungskennungen (tag identifier), Ausrüstungskennung, Alarmzustand,
Verbindungen zwischen den Anlagen, etc. präsentieren. Da mehr und mehr
Daten den Betreibern präsentiert werden,
enthalten die visuellen Benutzerschnittstellen oft sehr viel Information.
Es kann für
den Betreiber schwierig sein, zu beurteilen, was wichtige Information
ist und was nicht. Ein Grund für
diesen überladenen
Anblick in Prozessgraphiken mag in einigen Fällen nicht die tatsächliche
Menge der präsentierten Information
sondern das ziemlich schlechte Design mit beispielsweise einem Vorherrschen
von statischer Information, die mit dicken Linien und starken Farben
präsentiert
wird, sein, was es für
einen Betreiber schwierig macht, solche Anzeigen als ein technisches
Werkzeug für
eine effiziente Suche, ein effizientes Abrufen und eine Auswertung
von Information, die in einer oder mehreren Datenbanken gespeichert ist,
zu verwenden. Das Problem des Findens relevanter technischer Information
in einem großen
Informationsraum wird weiter durch die Tatsache kompliziert, dass
in vielen Situationen der Betreiber nur eine begrenzte Zeit hat,
eine Entscheidung herbei zu führen. Die
Signifikanz der verfügbaren
Information wird mit der aktuellen Situation variieren. Das heißt, Benutzer eines
industriellen Steuersystems müssen
zumindest zum Teil mit einem kontextsensitiven Problem fertig werden,
da in einem gewissen Kontext gewisse Information wesentlich und
andere irrelevant sein wird.
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Die
WO 02084596 mit dem Titel "Simultaneous display
of data and/or objects in layers an a display screen" beschreibt ein System
und ein Verfahren für
die Darstellung von Objekten in einer Vielzahl von Schichten auf
einer visuellen Anzeige. Die Schichten unterscheiden sich voneinander
unter Verwendung einer Vielzahl von Anzeigeattributen, um Objekte
in den oberen Schichten zu betonen und um die Betonung von Objekten
in niedrigeren Schichten zurückzunehmen.
Der Benutzer kann die Schichtung ändern, um eine andere Gruppe
oder Kategorie von Objekten zu betonen und andere Gruppen in der
Betonung zurückzunehmen.
Die Schichten können
vordefiniert sein, beispielsweise Hardware- und Softwareschichten,
oder sie können
durch das Analysieren von Attributen, die den Objekten entsprechen, definiert
werden. Objekte und ihre Attribute werden in einem Datenspeicher,
wie einer relationalen Datenbank, gespeichert. Vordefinierte Schichten
umfassen einen oder mehrere dieser Attribute, die für eine Anpassung
verwendet werden.
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Die
WO 2005109124 mit dem
Titel "A process
plant user interface system having customized process graphic display
layers in an integrated environment", das IBM zugewiesen wurde, beschreibt
ein Verfahren, das für
das Liefern einer Benutzerschnittstelle für eine Betriebsanlage nützlich ist.
Es umfasst die Anzeige von graphischen Darstellungen von Betriebsanlageelementen
der Betriebsanlage über
die Benutzerschnittstelle. Information wird für eine Vielzahl von Inhaltsschichten
einer graphischen Prozessanzeige der Betriebsanlagenelemente durch
das Verarbeiten von Daten, die sich auf den Betrieb der Betriebsanlage
beziehen, erzeugt. Der über
die Benutzerschnittstelle dazustellende Inhalt wird aus der erzeugten
Information bestimmt durch das Bestimmen, welche Inhaltsschicht
der Vielzahl von Inhaltsschichten anzuzeigen ist. In einigen Ausführungsformen
kann die Bestimmung auf der Basis von Benutzerprofileigenschaften
ausgeführt
werden. Die erzeugte Information kann somit mehrere Ansichten der
Betriebsanlage über
die Benutzerschnittstelle für eine
Vielzahl unterschiedlicher Typen von Benutzern der Benutzerschnittstelle
unterstützen,
und kann die Verarbeitung von Daten umfassen, die den tatsächlichen
und simulierten Betrieb der Betriebsanlage betreffen.
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Einige
Steuersysteme haben auch ein Konzept, das als Schichten oder Filter
bezeichnet wird. Diese Schichten werden bei der Konstruktion des Systems
verwendet, um zu trennen, welche Information welchen Typen von Benutzern
gezeigt werden sollte, wenn das System konstruiert wird. Das kann beispielsweise
verwendet werden, um Information, die nur für IT-Unterstützungspersonal
relevant ist, vor Verfahrenstechnikern oder den Betreibern zu verbergen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
oder mehreren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird eine Verbesserung eines Verfahrens
für das
Liefern einer Benutzerschnittstelle für ein industrielles Steuersystem
geliefert, worin Information zumindest zum Teil als Schichten auf
einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei in diesem Steuersystem ein Vielzahl von Prozessgraphiken
und andere Präsentationsschemata
und/oder Vorrichtungen diese Information liefern, die von diesem
Steuersystem vorgehalten wird, wobei der Inhalt für die eine
oder die mehreren Schichten, die eine Schnittstelle zu einem Prozesszustand
oder einer Funktion liefern, auf der Basis dieser Information, die von
dem Steuersystem verfügbar
ist, und durch das Berechnen, welche der verfügbaren Elemente dieser Information
visuell angezeigt oder anderswie hervorgehoben präsentiert
oder weniger hervorgehoben angezeigt oder verborgen werden sollen,
bestimmt wird.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in Form der Bereitstellung einer
Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrere Elemente dieser Information in
Abhängigkeit
von einem Status eines Prozesses, der durch dieses Steuersystem
gesteuert wird, umfasst, wobei der Status in nicht einschränkender
Weise irgend welche Elemente aus folgender Gruppe umfasst: Start,
Lauf, Prozesswechsel, Ereignis, Alarm, Stop, Offline, Konfiguration
oder Wartung, Simulation.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente dieser Information
in Abhängigkeit
von einer Aufgabe für
einen Betreiber umfasst, wobei die Aufgabe in nicht einschränkender
Weise irgendwelche Elemente aus folgender Gruppe umfasst: Hochlauf,
Betrieb, Betriebswechsel, Alarmhandhabungsaufgaben, spezifische,
sich auf den Prozess beziehende Verfahren, Wartung, Hinunterfahren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente dieser Information
und das Anzeigen einer ersten Schicht, wenn diese vollständig geladen wurde
und bevor eine oder mehrere der anderen Schichten geladen wurden,
umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente dieser Information
und das Anzeigen oder anderweitige Präsentieren jeder Schicht, wenn diese
gemäß einer
Ladereihenfolge für
eine Vielzahl der einen oder mehreren Schichten vollständig geladen
ist, umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente dieser Information
in Abhängigkeit
von Attributen eines Benutzerprofils, wie einer Jobbeschreibung,
einer Befugnis, gemeinsamen Befugnissen, einem Ort, von Benutzervorlieben,
umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des automatischen Ladens
von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente dieser Information
in Abhängigkeit
von einem Prozessstatus und/oder Aufgaben für den Prozess und/oder eines
Benutzerprofils umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren weiter die Aktion des Erzeugens eines
Präsentationsschemas
auf der Basis einer oder mehrerer Darstellungen oder Präsentationen
eines oder mehrere Elemente dieser Information umfasst, wobei diese
irgend eines aus der folgenden Gruppe darstellt: numerischer Echtzeitwert,
graphischer Echtzeitwert, Echtzeittextwerte, statischer Text, dynamischer
Text, statisches Blindschaltbild (mimic), dynamisches Blindschaltbild,
Tonsignal, Alarmton, statischer visueller Effekt, dynamischer visueller
Effekt, haptischer Effekt, jegliche Kombination aus visueller, haptischer
oder Schallwirkung.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei die Ladereihenfolge für die eine oder die mehreren
Schichten so bestimmt wird, dass die Ladezeit reduziert wird, die
erforderlich ist, bevor jede Schicht aus einer Serie von dem einen
oder den mehreren Schichten zumindest zum Teil betrachtet werden kann.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren der Ladereihenfolge für diese eine oder diese mehreren
Schichten nach einer Priorität
bestimmt wird, die von der Wichtigkeit der einen oder der mehreren
Darstellungen des einen oder der mehreren Elemente dieser Information
abhängt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren der Ladereihenfolge für diese eine oder diese mehreren
Schichten nach einer Priorität
bestimmt wird, die davon abhängt,
welche der einen oder mehreren Darstellungen des einen oder der mehreren
Elemente dieser Information am hervorgehobensten angezeigt oder
präsentiert
werden soll.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren, in dem die Ladereihenfolge für die eine
oder die mehreren Schichten nach einer Priorität bestimmt wird, die eine oder
mehrere Darstellungen des einen oder der mehreren Elemente dieser Information,
die beim Laden weggelassen werden können, einschießt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei das Verfahren, bei dem die Ladereihenfolge für die eine
oder die mehreren Schichten nach einer Priorität bestimmt wird, die von einer
Benutzervorliebe oder einem Benutzerprofil oder einer Rolle des
aktuellen Benutzers und des Benutzerprofils abhängt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei die Rolle eines aktuellen Benutzers und/oder des Benutzerprofils
in nicht einschränkender
Weise jedes Element der folgenden Gruppe umfassen kann: Prozessbetreiber
oder irgend eine andere Person mit Verantwortlichkeit für einen
Teil des Prozesses, Außenarbeiter
(field Operator), Prozessüberwacher,
Wartungsperson, entfernter Experte, lokaler Experte, Person mit
Verantwortlichkeit für
anderes Personal, Person mit Verantwortlichkeiten während Not- oder
Rettungssituation.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei mittels dieses Verfahrens die Auswahl, welche der Schichten
hervorgehoben oder weniger hervorgehoben präsentiert oder visuell dargestellt
oder verborgen werden soll, manuell von einem Benutzer geändert werden
kann.
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Gemäß einem
anderen Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserungen in Form eines Verfahrens für das Liefern
einer Benutzerschnittstelle für
ein industrielles Steuersystem geliefert, bei dem Information zumindest
zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei gemäß dem Verfahren
die Auswahl manuell geändert
oder konfiguriert werden kann, dass sie über Sitzungen andauert, für einen
einzelnen Benutzer andauert, für
eine Benutzergruppe oder alle Benutzer andauert oder für eine einzelne
Anzeige oder für
alle Anzeigen für
den einzelnen Arbeitsplatz oder systemweit andauert.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden Verbesserung durch eine Ausführungsform in
der Form einer Benutzerschnittstelle für ein industrielles Steuersystem
geliefert, bei dem Information zumindest zum Teil angezeigt in Schichten
auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines Steuersystem präsentiert
wird, wobei in diesem Steuersystem eine Vielzahl von Prozessgraphiken
und andere Präsentationsschemata
und/oder Vorrichtungen diese Information, die von diesem Steuersystem
vorgehalten wird, liefern, wobei die Benutzerschnittstelle Mittel
für das
Laden von Inhalt dieser einen oder dieser mehreren Schichten umfasst,
wobei dieser Inhalt auf der Basis dieser Information, die von diesem
Steuersystem verfügbar
ist, bestimmt worden ist, und Mittel für das Berechnen, welches der
verfügbaren
Elemente dieser Information visuell dargestellt oder anderswie hervorgehoben
präsentiert
oder weniger hervorgehoben präsentiert
oder verborgen werden soll.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in der Form einer Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem geliefert, in dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems dargestellt wird, wobei die Benutzerschnittstelle
Mittel für
das automatische Laden von Darstellungen des einen Elements oder
der mehreren Elemente dieser Information in Abhängigkeit von einem Status eines
Prozesses, der durch dieses Steuersystem gesteuert wird, umfasst,
wobei der Status in nicht einschränkender Weise irgend ein Element
aus folgender Gruppe umfasst: Start, Laufen, Prozessänderung,
Ereignis, Alarm, Stop, Offline, Konfiguration oder Wartung, Simulation.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in der Form einer Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem geliefert, in dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems dargestellt wird, wobei die Benutzerschnittstelle
Mittel für
das automatische Laden von Darstellungen eines Elements oder mehrerer
Elemente dieser Information in Abhängigkeit von einer Aufgabe
für einen
Betreiber umfasst, wobei die Aufgabe in nicht einschränkender
Weise irgend ein Element aus folgender Gruppe umfasst: Hochlauf, Betrieb,
Betriebswechsel, Alarmhandhabungsaufgaben, spezifische sich auf
den Prozess beziehende Aufgaben, Wartung, Herabfahren.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in der Form einer Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem geliefert, in dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems dargestellt wird, wobei die Benutzerschnittstelle
Mittel für
das automatische Laden von Darstellungen eines Elements oder mehrerer
Elemente dieser Information und das Anzeigen einer ersten Schicht,
wenn diese vollständig
geladen ist, und bevor eine oder mehrere der anderen Schichten geladen
wurden, umfasst.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in der Form einer Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem geliefert, in dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems dargestellt wird, wobei die Benutzerschnittstelle
Mittel für
das automatische Laden von Darstellungen eines Elements oder mehrerer
Elemente dieser Information für
eine Anzeige oder eine andere Präsentation
in Abhängigkeit
von Attributen eines Benutzerprofils, wie Jobbeschreibung, Autorität, gemeinsam
genutzte Autoritäten, Ort,
Benutzervorlieben, umfasst.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung werden Verbesserung in der Form einer Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem geliefert, in dem Information zumindest
zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines
Steuersystems dargestellt wird, wobei die Benutzerschnittstelle
Mittel für
das automatische Laden von Darstellungen eines oder mehrerer Elemente
dieser Information für
eine Anzeige oder eine andere Präsentation
in Abhängigkeit
von einem Prozessstatus, einer Aufgabe für den Prozess oder einem Benutzerprofil
umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden Verbesserungen durch eine Ausführungsform
in Form eines industriellen Steuersystems geliefert, bei dem Information
zumindest zum Teil in Schichten auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems angezeigt präsentiert
wird, wobei in diesem Steuersystem ein Vielzahl von Prozessgraphiken
und andere Präsentationsschemata und/oder Vorrichtungen
diese Information, die von diesem Steuersystem vorgehalten wird,
liefern, wobei die Information zumindest zum Teil dargestellt in Schichten
auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen eines Steuersystems präsentiert
wird, wobei in diesem Steuersystem eine Vielzahl von Prozessgraphiken
und anderen Präsentationsschemata und/oder
Vorrichtungen diese Information, die von diesem Steuersystem vorgehalten
wird, liefern, wobei die Benutzerschnittstelle Mittel für das Laden
des Inhalts von dieser einen Schicht oder diesen mehreren Schichten
umfasst, wobei dieser Inhalt auf der Basis dieser Information, die
von diesem Steuersystem verfügbar
ist, bestimmt wird, und Mittel für
das Berechnen, welches der verfügbaren
Elemente dieser Information visuell angezeigt oder anderswie hervorgehoben
oder weniger hervorgehoben präsentiert oder
verborgen werden soll.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden Verbesserungen durch eine Ausführungsform
in Form eines industriellen Steuersystems geliefert, in dem Information
zumindest zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren
Anzeigeschirmen eines Steuersystems präsentiert wird, das Mittel für das automatische
Laden dieser einen Schicht oder dieser mehreren Schichten auf der
Basis irgend eines Elements aus der Gruppe eines Prozessstatus,
einer Betreiberaufgabe, eines Benutzerprofils, eines Ereignisses
oder eines Alarms umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden Verbesserungen durch eine Ausführungsform
in Form eines industriellen Steuersystems geliefert, in dem Information
zumindest zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren
Anzeigeschirmen eines Steuersystems präsentiert wird, das Mittel für eine Multimedia-Präsentation
von Information umfasst, die auch Mittel für das Erzeugen haptischer Signale
umfassen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung werden Verbesserungen durch eine Ausführungsform
in Form eines industriellen Steuersystems geliefert, in dem Information
zumindest zum Teil dargestellt in Schichten auf einem oder mehreren
Anzeigeschirmen eines Steuersystems präsentiert wird, das Computerprogrammmittel
für das
Präsentieren
einer oder mehrerer Multimedia-Mensch-Maschine-Schnittstellen auf
der Basis dieser Schichten umfasst.
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Eine
Idee hinter einer Ausführungsform
der hier beschriebenen Erfindung ist die, dass die Information in
der Benutzerschnittstelle des Steuersystems geschichtet ist, um
die Informationspräsentation
an die Wahrnehmungsfähigkeiten
des Kontrollraumpersonals anzupassen. Die verschiedenen "Informationsobjekte" sind in logischen
Schichten gruppiert, was bedeutet, dass Schichten auch an- oder abgeschaltet
werden können.
Es sollte angemerkt werden, dass es einige Typen von Information
gibt, bei denen es nicht gestattet sein sollte, sie in speziellen
Situationen oder sogar in allen Situationen abzuschalten, wie beispielsweise
Alarminformation, – so dass
es eine Basisschicht gibt, die immer in der Benutzerschnittstelle
vorhanden ist. Auf dieser können sich
zu gegebener Zeit eine oder mehrere zusätzliche Schichten befinden.
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Es
gibt viele Möglichkeiten,
wie diese Informationsobjekte gruppiert werden können. Beispielsweise können sie
gemäß dem Präsentationsmodus (beispielsweise
Text, Graphik, Hörmodus,
visueller Modus), dem Datentyp (aktuell/vergangen, analog, digital),
funktionalen Aspekten (Elektrik, Prozess, Kühlungssystem, Feuer und Gas,
etc.) oder anderen logischen Gruppierungen gruppiert werden.
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In
einem visuellen Präsentationsmodus
kann durch die Verwendung von Transparenz oder Färbung den verschiedenen Schichten
eine größere oder
geringere Hervorhebung in der visuellen Anzeige in Abhängigkeit
von der Signifikanz der Information, die in der Schicht enthalten
ist, relativ zur aktuellen Betriebssituation gegeben werden. Die
Auswahl welche Schichten an- oder ausgeschaltet werden, und welchen der
aktiven Schichten eine Hervorhebung in der Anzeige gegeben wird,
kann entweder automatisch durch das Steuersystem oder manuell durch
den Betreiber erfolgen. Im Automatikmodus besteht der Vorteil darin,
dass das System bestimmt wird, damit es kontextsensitiv ist, so
dass dem Benutzer beispielsweise nur Information präsentiert
wird, die notwendig ist. Im manuellen Modus kann der Betreiber das
System erforschen und Information finden, die er/sie über spezifische
technische Sachverhalte benötigt.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Gruppierung
von visueller/graphischer Information in Schichten auch verwendet
werden kann, um zu bestimmen, wie der Computer die Graphiken laden
soll, wenn eine neue Prozessansicht geöffnet wird. In den meisten
aktuellen Systemen werden die verschiedenen graphischen Objekte
in einer Prozessgraphik in einer zufälligen Weise geladen, und es
kann sein, dass die am wenigsten relevante Information zuerst geladen
wird. Es braucht oft mehrere Sekunden, bevor einige graphische Prozessschirme
verarbeitet, geladen und präsentiert worden
sind, wobei der Betreiber an diesem Punkt entscheiden kann, ob die
Information relevant oder erforderlich ist. Es ist wichtig anzumerken,
dass es sehr verbreitet ist, nicht irgend etwas zu zeigen, bis alle
Daten verfügbar
und auf den aktuellen Zustand aktualisiert sind. Man meint damit,
eine Verwirrung des Betreibers zu vermeiden. In dieser Beziehung macht
es das Laden von Schichten in einer geordneten Weise möglich, Information
in einer früheren
Stufe als bei traditionellen Systemen zu zeigen. Da es oft mehrere
Sekunden dauert, bevor die gesamte Seite geladen ist, würde es vorteilhaft
sein, wenn der Betreiber schneller bestimmen könnte, ob dies die Seite ist,
nach der er gesucht hat; und wenn nicht, wenn er zur nächsten Seite
navigieren könnte,
ohne zu warten, bis die gesamte Seite geladen ist. Dies würde die Zeit
reduzieren, die verbraucht wird, um die relevante Information zu
finden, was beispielsweise in einer Katastrophensituation absolut
kritisch sein kann.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung könnte die Schichtung der Information
auch verwendet werden, um verschiedene Darstellungen derselben Daten,
die dem Benutzer oder Betreiber präsentiert werden können, zu
liefern. Beispielsweise könnten
die aktuellen Messungen für
ein Ventil als eine Zahl, eine Trendkurve, ein Kuchendiagramm, ein Ton,
ein Vibrationssignal oder in einem anderen Präsentationsformat dargestellt
werden. Diese Darstellungsformen könnten dem Betreiber gleichzeitig
oder getrennt präsentiert
werden. Wie oben in Bezug auf die Schichten beschrieben wurde, können die Schichten
durch das System automatisch in einer kontextsensitiven Weise präsentiert
werden, oder sie könnten
manuell durch den Betreiber ausgewählt oder eingestellt werden.
Es ist auch möglich,
dass Information/Daten von mehreren Objekten in ein Informationsobjekt
integriert werden, und dass diese in einer getrennten Schicht angeordnet
werden könnten. Beispielsweise
könnte
die kombinierte Ausgabe aller Pumpen in einer Graphik in einer getrennten
Schicht präsentiert
werden.
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Das
Schichten kann auch als Filtern bezeichnet werden. Jede Schicht
kann als eine Art von Filter angesehen werden, um alle Information
zu entfernen mit der Ausnahme der Information, die in dieser Schicht
präsentiert
werden soll, was dann dieselbe Ausgabe wie das oben beschriebene
Schichtenkonzept erzeugen würde.
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Die
Konfiguration und die Interaktion mit der Schichtungstechnik kann
sich auf ein System, ein Zustand des Systems, eine spezifische Benutzeraufgabe,
verschiedene Typen von Benutzern und auf firmenspezifische Benutzervorlieben,
wie sie beispielsweise in einem Benutzerprofil aufgezeichnet sind,
einen Benutzer oder Bedürfnisse
beziehen. Es gibt viele verschiedene Verwendungsweisen der Schichtungstechnik,
die erleichtert werden, dadurch dass es mehrere Wege für den Benutzer
gibt, mit den Schichten zu interagieren. Beispiele für Interaktionsverfahren
für graphische
Benutzerschnittstellen sind:
- – Verwenden
einer Interaktion im Stil einer Werkzeugleiste
- – Direkte
Interaktion in den Prozessgraphiken durch Knopfdruckwahlmöglichkeiten
- – Kontextmenüeinträge
- – Kundenspezifisches
Kontextmenü für Schichten nur
mit einer anderen Aufrufinteraktion als das Standardkontextmenü (das ist
SHIFT + Klicken der linken Maustaste)
- – Schneller
und direkte Zugriff durch Funktionstasten/Abkürzungstasten
- – Drop-Down-Menüs
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Computereingabemittel,
wie eine Tastatur, eine Computermaus, ein Berührungsbildschirm etc., können verwendet
werden und/oder in Kombination mit graphischen Benutzerschnittstellentechniken
verwendet werden.
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Auf
Systemebene ist es wichtig, die Schichten in Bezug zu einer Anwendung
des Systems oder einer Aufgabe, die auszuführen ist, zu setzen. In vielen
Fällen
kann eine Prozessgraphik oder die Darstellung direkt mit einem Steuerobjekt
oder einer Konfigurationseinstellung verbunden werden. In diesem
Fall ist es vorteilhaft, die verfügbaren Wahlmöglichkeiten
in einem Drop-Down-Menü zu
liefern, das keinen Teil der Prozessgraphik darstellt, sondern mehr
einen Teil des Arbeitsplatzes des Betreibers. Es ist auch möglich, dies
als spezifische Arbeitsplätze, die
für die
auszuführende
Anwendung oder Aufgabe maßgeschneidert
sind, zu implementieren, wobei der Benutzer die Schichteinstellungen
für die
spezifische Arbeitsplatzschicht nicht vom Arbeitsplatz selbst ändern kann.
Diese spezifischen Arbeitsplätze
verwenden die Schichtungstechnik, um die passende Information für die Anwendung
oder die Aufgabe zu präsentieren.
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Wenn
Schichten in Bezug zu einem Zustand des Systems gebracht werden,
so benötigt
der Benutzer in Bezug auf die Schichten mehr Wahlmöglichkeiten.
Es kann für
das System wünschenswert sein,
die Schichten automatisch festzulegen, und für den Benutzer, zwischen verschiedenen
Konfigurationen direkt wählen
zu können.
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Wenn
das System viele Schichten hat, ist es vorteilhaft, die Schichten
in logische Einheiten zu gruppieren. Beispielsweise kann die Verwendung
eines Befehls, der "Prozess
hochfahren" genannt
wird, alle Schichten anschalten, die für das Hochfahren eines Prozesses
relevant sind, während
ein anderer Befehl einige dieser ausschalten und andere anschalten
würde.
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Die
Vorteile umfassen:
- – Die vorgeschlagene Lösung macht
es für
Betreiber leichter, die relevante Information in einer kritischen
Situation zu finden, da der Blick des Betreibers weniger mit unnötiger Information
vollgestellt ist;
- – Die
Information in der Kontrollraumschnittstelle wird auf die Wahrnehmungsfähigkeiten
des Betreibers eingestellt, wobei unnötige Information im normalen
Betriebsmodus verborgen wird, während
zur selben Zeit Mittel für
den Betreiber geliefert werden, diese Information auf Anforderung
zu lokalisieren;
- – Die
Benutzerschnittstelle kann automatisch gemäß den Vorlieben des Betreibers,
der aktuellen Arbeitsaufgabe oder dem Systemzustand eingestellt
werden;
- – Es
gibt mehrere Vorteile in bezug auf die Verwendung von Schichten,
um eine Ladesequenz der Graphiken auf einer Seite zu bestimmen.
Zuerst kann dies die Gesamtzeit reduzieren, die benötigt wird,
um die Graphiken zu laden, da einige der Schichten beim Hochfahren
unsichtbar sein können,
und somit weniger graphische Objekte in den Speicher geladen werden.
Als zweites können
die Betreiber relevante Information schneller finden, da die wichtigste
Information zuerst dargestellt wird. Dies ist insbesondere in Fällen wichtig, in
denen der Betreiber nach Information sucht, von der er/sie nicht
genau weiß,
wo sie sich befindet. Dies ermöglicht
es dem Betreiber, auf eine andere Seite früher umzuschalten, ohne warten zu
müssen,
bis die gesamte Seite geladen ist. Dies stellt eine Verbesserung
im Vergleich zu den heutigen ziemlich langsamen Lösungen dar,
bei denen Graphiken entweder in einer zufälligen Reihenfolge geladen
werden, oder bei denen die Anzeige der Graphiken aufgeschoben wird,
bis alle Objekte geladen sind und die Systemdaten aktualisiert worden
sind, um die Betreiber nicht zu verwirren.
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Diese
Erfindung liefert ein System für
das Strukturieren der Information, die von der Betriebsanlage verfügbar ist,
in Schichten in der Benutzerschnittstelle. Diese Schichten können sichtbar,
unsichtbar oder teilweise sichtbar sein. Die Sichtbarkeit der Schichten
kann auf verschiedene Weisen eingestellt werden; durch den Betreiber
selbst, durch das Steuersystem oder durch eine Kombination dieser. Das
Steuersystem kann Information über
den Prozesszustand, Alarme, eine Arbeitssituation (Kontext) oder
gespeicherte Kenntnis über
den Betreiber (automatische Personalisierung) verwenden, um die
Informationspräsentation
automatisch einzustellen. Der Betreiber kann die Sichtbarkeit der
Schichten ändern,
als eine Art und Weise, das System zu erforschen oder um spezifische
Information zu erhalten, wenn das notwendig ist.
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Es
sollte auch angemerkt werden, dass die Kontrollraumschnittstellen
nicht notwendigerweise rein visuell sind, beispielsweise können Alarmsignale sowohl
durch Töne
als auch visuelle Effekte dargestellt werden. Es ist wahrscheinlich,
dass dies in der Zukunft zunehmen wird, um die menschlichen Wahrnehmungsfähigkeiten
weiter auszuwerten. Das Konzept der geschichteten Information ist
nicht nur auf visuelle Schnittstellen beschränkt, sondern kann auch hörbare, taktile/haptische
oder andere Modalitäten betreffen.
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Diese
Erfindung beschreibt ein System und ein Verfahren zur Verwendung
einer Schichtung bei der Informationspräsentation bei einer industriellen Überwachung,
Wartung und Steuerung.
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Es
gibt mindestens vier Aspekte oder Dimensionen dieser Erfindung:
- – Das
Konzept der Schichten selbst: Die Verwendung von Schichten, um Information
zu gruppieren, und um diese Schichten für einen Betrieb während der
Laufzeit für
eine industrielle Steuerung zu zeigen, zu verbergen oder hervorzuheben;
- – Die
Interaktion mit den Schichten: automatisch gegenüber manuell; wie die manuelle
Interaktion ausgeführt
werden mag;
- – Die
Verwendung der Schichten in Verbindung mit einer Ladereihenfolgepriorisierung,
um die Ladezeit und die Zeit, um relevante Information für die aktuelle
Aufgabe oder Situation zu finden, zu reduzieren;
- – Konstruktionsverfahren
für Informationsschichten
und für
das Verbinden der Darstellungen in einer Schicht mit Information,
Steuerobjekten und anderen Objekten, die vom Steuersystem vorgehalten
werden oder über
es zugänglich
sind.
-
Der
erste Aspekt betrachte die Verwendung der Schichten selbst. Durch
das Gruppieren von Information in Schichten, kann die Information,
die dem Benutzer präsentiert
wird, den Vorlieben des Benutzers, der Arbeitsaufgabe oder dem aktuellen
Systemzustand angepasst werden.
-
Der
zweite Aspekt bezieht sich darauf, wie die Interaktion mit den Schichten
erfolgt. Die Auswahl, welche Schichten angeschaltet oder abgeschaltet
werden, und welchen aktiven Schichten eine Hervorhebung in der Anzeige
gegeben wird, kann automatisch durch das Steuersystem erfolgen.
Die Vorteile davon sind, dass sich die Benutzerschnittstelle gemäß den Vorlieben
des Benutzers, dem Systemzustand oder den aktuellen Arbeitsaufgaben
anpasst. Im manuellen Modus müssen
die Betreiber eine effektive Schnittstelle für das Auswählen und Abwählen verschiedener
Schichten haben. Der Vorteil dieses Modus besteht darin, dass er
eine aktive Erforschung des Systems durch die Betreiber unterstützt. In
einer vorteilhaften Entwicklung kann sich das Schichtsteuersystem
auch an die Aktionen der Benutzer anpassen und "lernen", welche Vorlieben für den Benutzer wichtiger sind.
-
Wenn
die Schichten in Bezug zu Priorisierungsebenen stehen, so können die
Prozessgraphiken in einer gesteuerten Reihenfolge geladen werden.
Dies hat mehrere Vorteile. Zuerst gibt es, da einige Schichten unsichtbar
sind, weniger Objekte zu laden und somit eine reduzierte Ladezeit.
Als zweites können
die Betreiber die relevante Information schneller finden, da die
wichtigste Information zuerst dargestellt wird.
-
Der
vierte Aspekt betrifft den Punkt, wie geschichtete Informationspräsentationssysteme
konstruiert werden können.
Durch das Gewährleisten
einer engen Einbeziehung der Objekte in einem objektorientierten
Steuersystem, erfordert die Konstruktion solcher Systeme keine signifikante
zusätzliche
Arbeit für
das Konstruktionspersonal.
-
Ausführungsformen
der Erfindung können vorteilhafterweise
für Steuerzwecke
in einem Steuersystem eines Öl-
oder Gasspeichers, der Verarbeitungs- oder der Prozessinstallation
verwendet werden. Ausführungsformen
der Erfindung können
auch für
Steuerzwecke in einem Steuersystem für andere industrielle Installationen,
Herstellungs- oder Prozessinstallationen verwendet werden, wie in
der Papierindustrie, der Öl-
und Gasindustrie, der Chemie und der Medizin, Biologie etc. und
in der Transportindustrie (wie bei Eisenbahnsteuersystemen) und
auch in einer Installation, die für die Erzeugung, Übertragung
oder Verteilung elektrischer Energie verwendet wird.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Verfahren der Erfindung können
eine oder mehrere Verfahren durch eine Rechenvorrichtung ausgeführt werden,
die eine oder mehrere Mikroprozessoreinheiten oder Computer umfasst.
Die Steuereinheit(en) umfasst Speichermittel für das Speichern von einem oder
mehreren Computerprogrammen, für
das Ausführen
der verbesserten Verfahren für
das Steuern des Betriebs einer mechanischen Presse. Vorzugsweise
enthält
ein solches Computerprogramm Instruktionen für den Prozessor, um das oben
erwähnte Verfahren,
das unten detaillierter beschrieben wird, auszuführen. In einer anderen Ausführungsform
wird das Computerprogramm auf einem vom Computer lesbaren Datenträger, wie
einer DVD, eine optischen oder magnetischen Datenvorrichtung, geliefert.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur beispielhaft unter speziellem Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
-
1 ist
ein schematisches Diagramm für eine
verbesserte Benutzerschnittstelle für ein industrielles Steuersystem,
bei dem Information zumindest zum Teil angezeigt in Schichten gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung präsentiert
wird;
-
2 ist
ein schematisches Diagramm, das eine verbesserte Benutzerschnittstelle
für ein
industrielles Steuersystem gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
3 ist
ein schematische Diagramm, das Schichten in einer verbesserten Benutzerschnittstelle für ein industrielles
Steuersystem gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
4 ist
ein schematische Diagramm für Determinanten
eines Schichteninhalts gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
5 ist
ein schematisches Flussdiagramm der Schritte für das automatische Laden von
Informationselementen in eine Schicht gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 ist
ein schematisches Flussdiagramm der Schritte für das automatische Laden gewisser
Informationselemente in eine Schicht mit einer manuellen Auswahl
einer aktuellen Arbeitsaufgabe gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 ist
ein schematisches Flussdiagramm der Schritte für das manuelle Ändern der
Schichteneinstellungen einer aktiven Anzeige mit einer Benutzereingabe
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
8 ist
ein Flussdiagramm von Aktionen für
das Vornehmen von Einstellungen für das Andauern unter anderen
Benutzer- und Sitzungssituationen gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung;
-
9 ist
ein schematisches Blockdiagramm für das Zeigen der Konstruktionszusammenhänge zwischen
den Schichten, der Informationselemente, die in den Schichten enthalten
sind, und dem industriellen Steuersystem;
-
10 ist
ein schematisches Flussdiagramm von Schritten für die Konstruktionsbeziehungen
zwischen den Schichten oder den Informationselementen, die in den
Schichten enthalten sind, und dem industriellen Steuersystem, und
Informationsquellen und Einstellungsprioritäten für das Hervorheben einer Schicht
im Vergleich zu anderen Schichten gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Diese
Erfindung beschreibt ein System und ein Verfahren für das Verwenden
einer Schichtung bei der Informationspräsentation bei einer industriellen Überwachung,
Wartung und Steuerung.
-
Der
Trend hin zu einem Betrieb von entfernten Betriebszentralen aus,
ergibt eine Zunahme der Arbeit des Betreibers im Kontrollraum und
der Arbeitsbelastung, da mehrere unterschiedliche Prozesse parallel überwacht
und gesteuert werden können. Eine
Informationsschichtung kann verwendet werden, um Bildschirmbeschränkungen
zu überwinden und
die überladene
Ansicht, die für
die traditionellen Prozessgraphiken, die oft von statischer Information dominiert
werden, die mit dicken Linien und hervortretenden Farben präsentiert
werden, typisch ist, zu reduzieren.
-
Die
Schichtungstechnik ist ein wohl bekanntes Prinzip bei der Kartographie,
wobei eine visuelle Schichtung verwendet wird, um den Benutzern
zu helfen, die Darstellung in Aufgaben zu segmentieren, die für visuelle
Pläne oder
Schichten relevant sind. Diese Lösung
führt jedoch
dieses Prinzip weiter, indem sie vorschlägt, die Schichtung zu verwenden, um
aufgabenrelevante Information auch in einem Echtzeitbetrieb darzustellen,
wobei die Schichtungstechnik verwendet werden kann, um zwischen
Präsentationen
derselben Information durch die Verwendung verschiedener Präsentationselemente
oder zwischen logisch gruppierter Information, die vorbestimmt ist
oder die automatisch durch das System als relevant für einen
spezifischen Benutzer, einen Prozesszustand oder eine Arbeitsaufgabe
des Benutzers detektiert wird, umzuschalten.
-
Den
verschiedenen Schichten kann eine Priorität gemäß einer Aufgabenrelevanz gegeben
werden, um die Hervorhebung zu steuern, die die Information in der
Prozessanzeige einnimmt und die Priorität des Ladens der Information,
die vorhanden ist, wenn eine neue Anzeige durch den Benutzer geöffnet wird.
Diese Erfindung beschreibt dann ein System und ein Verfahren für das Liefern
von kontextsensitiver Information in Prozessanzeigen, die für die Überwachung
und/oder Steuerung industrieller Prozesse verwendet wird. Das System
umfasst:
- – Daten/Information
vom Steuersystem
- – Präsentationselement
(Informationsobjekt)
- – Präsentationsschicht
mit Attributen, wie Priorität,
Transparenz etc.
- – Eine
Verbindung zwischen dem Präsentationselement
oder dem Datensatz und der Präsentationsschicht
- – Die
Möglichkeit
Schichten durch eine direkte Manipulation zu wählen
- – Das
automatische oder manuelle Wählen
relevanter Schichten oder die automatische Detektion der Vorlieben
des Benutzers, der Arbeitsaufgabe oder des Systemzustands.
-
Die
Erfindung bezieht sich auf Systeme, die von Betreibern in Kontrollräumen heutzutage
verwendet werden, aber sie kann auch für neue Typen von Kontrollraumschnittstellen
relevant sein. Die aktuellen Kontrollraumschnittstellen basieren
normalerweise auf Schreibtischcomputern mit einem oder mehreren
Schreibtischmonitoren und/oder einem oder mehreren großen Bildschirmen.
Das Konzept kann bei einem solchen Aufbau verwendet werden, aber
es könnte
auch für
mobile Interaktionsvorrichtungen, wie Tablett-PCs, Mobiltelefone,
elektronisches Papier, virtuelle oder verkündete Realitätssysteme,
PDAs, multimodale Schnittstellen etc., verwendet werden.
-
Das
Verfahren kann auf jedem System für eine Prozessinformationsvisualisierung
verwendet werden, das verwendet wird, um Gruppen von Information
zu präsentieren,
die in Abhängigkeit
vom aktuellen Kontext von variierender Relevanz für den Betreiber
sind. Das Prozessvisualisierungssystem kann beispielsweise auf P&ID basierende
Graphiken, Abstraktionshierarchien, modelbasierte Darstellungen, dreidimensionale
Visualisierungen oder abstrakte Visualisierungen von Prozessinformation
darstellen. Eine dreidimensionale Darstellung eines industriellen Prozesses,
der in Verbindung mit einem Steuersystem angeordnet ist, ist in
der
US 60/6677,080 beschrieben,
wobei diese Spezifikation hiermit in ihrer Gesamtheit durch diese
Bezugnahme eingeschlossen wird. Das beschriebene dreidimensionale
Modell kann ausgelegt sein, um Darstellungen und/oder Werte von
einem Prozess oder einer Ausrüstung
anzuzeigen, wobei die Darstellungen und/oder Werte in Schichten
angeordnet sein können,
die beispielsweise von funktionalen oder auf dem Standort basierenden
Gruppierungen der Ausrüstung,
der Komponenten oder Prozessstufen abhängen.
-
1 zeigt
ein Steuersystem 2, das eine integrierte HMI-Schnittstelle 1 einschließt. Die
Schnittstelle umfasst vordefinierte Schichten 5 und ein
automatisches Schichtensteuersystem 3. Das automatische
Schichtensystem 3 weist Eingänge für mindestens Information und
Daten über
den Systemzustand 6, die Benutzervorlieben 7 und
die aktuelle Arbeitsaufgabe 8 auf. Systemkomponenten (Systemzustand,
Benutzervorlieben, Arbeitsaufgaben) können sich im oder außerhalb
des Steuersystems befinden. Das automatische Schichtensteuersystem 3 weist Mittel
auf, um automatische Auswahlvorgänge 11 in Bezug
auf den Inhalt der Schichten 5 auszuführen. Ein Betreiber 4 kann
eine manuelle Auswahl 12 in Bezug auf den Inhalt der Schichten 5 treffen.
Die Schichten können
Darstellungen für
visuelle Bilder und Signale 14a, und auch nicht visuelle
Signalisierungsmittel, wie Tonsignale 14b, haptische Signale 14c,
wie mechanische Vibrationen, ein mechanischer Widerstand gegenüber der
Bewegung der Steuerungen oder sogar Duftsignale 14d enthalten. 2 zeigt
eine ähnliche
Schnittstelle 1, eine HMI, die in diesem Fall ein externes
System ist und nicht in das Steuersystem 2 integriert ist.
-
Ein
Verfahren gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung besteht darin, Informationsobjekte in logische Schichten
zu gruppieren und diese Schichten dem Betreiber selektiv zu präsentieren.
Die Informationsobjekte können
entweder visuelle, hörbare, taktile
oder andere Modalitäten
darstellen, und die Auswahl einer Schicht solcher Objekte wird bestimmen,
ob die Information dem Betreiber präsentiert wird oder nicht.
-
Das
Gruppieren dieser Informationsobjekte kann gemäß vielen verschiedenen Kriterien
erfolgen. Beispiele können
darin bestehen, Objekte gemäß dem Präsentationsmodus
(beispielsweise Text, Graphik, hörbar,
visuell), dem Datentyp (aktuelle, vergangen, analog, digital), funktionalen
Aspekten (elektrisch, Prozess, Kühlungssystem,
Feuer & Gas,
etc.) oder anderen logischen Beziehungen zu gruppieren. Siehe beispielsweise
die 3 und 4.
-
3 zeigt
ein Beispiel für
Schichten, in dem vier Schichten gezeigt sind, von denen jede visuell eine
andere Funktionsansicht desselben Prozessabschnitts präsentiert,
eine Steuerschleife 5a, ein Alarmdiagramm 5b,
eine Darstellung der Ausrüstungskennung
(Identifizierungskennungen) und eine Prozessgraphik 5d.
-
4 zeigt
wie Schichten Systeminformationskomponenten des Systemzustands 6,
der Benutzervorlieben 7, der (aktuellen) Arbeitsaufgaben 8 und der
Informationstypen 16 umfassen.
-
Es
gibt mindestens zwei grundsätzliche
Alternativen, wie dies in einem System implementiert werden könnte, entweder
eine automatische Auswahl der Schichten oder manuell. Diese zwei
Alternativen könnten
auch kombiniert werden.
-
Die 1 und 2 zeigen
eine schematische Anordnung für
ein System gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung mit der Vielzahl von vordefinierten Schichten 5,
einem Betreiber 4, einem automatischen Schichtensteuersystem 3,
und Zustände oder
Einschränkungen
des automatischen Schichtensteuersystems, wie ein Systemzustand 6,
Benutzervorlieben 7, Arbeitsaufgabe 8.
-
Wenn
Schichten für
eine automatische Informationseinstellung verwendet werden, kann
das System Arbeitspraktiken und Vorlieben des aktuellen Betreibers
berücksichtigen,
als auch Information über
den Prozesszustand und die aktuellen Arbeitsaufgaben des Betreibers.
Das System kann beispielsweise Kenntnis über den Betreiber und den Prozesszustand
kombinieren, um die Information in einer spezifischen Weise zu präsentieren,
wenn sich der Prozess in einer Hochlaufphase befindet. Wenn der
normale Betriebsmodus erreicht wird, kann die Schnittstelle zu einem
anderen Satz von Informationsschichten, der geeigneter ist, umschalten.
-
Im
manuellen Modus kann der Betreiber die einzelnen Schichten an und
aus schalten und die aktuellen Schichten manuell hervorheben. Dies
ermöglicht
es dem Betreiber, die notwendige Information zu finden, wenn sie
benötigt
wird, ohne jederzeit alle Information anzuzeigen. Beispielsweise
statische Textinformation, die die Kennungen der Ausrüstung darstellt,
ist in einem normalen Betriebsmodus oft eine irrelevante Information,
aber wenn ein Außendienstmitarbeiter
vorbeischaut, um eine Frage wegen einer Pumpe oder einem Ventil
zu stellen, kann die Kennungsschicht angeschaltet werden, um zu
gewährleisten,
dass sie über
das gleiche Ausrüstungsstück reden.
-
5 zeigt
ein Flussdiagramm für
ein automatisches Verfahren. Es umfasst folgende Aktionen:
21 Laden
vordefinierter Eigenschaften für
Schichten in Relation zum Informationstyp 16, den Benutzervorlieben 7,
den Arbeitsaufgaben 8 und dem Prozess- oder Systemzustand 6;
23 Detektion
des aktuellen Prozess- oder Systemzustands 6 und des aktuellen
Benutzers;
25 Ordnen von Schichten und Einstellen
der Hervorhebung bei der Anzeige oder anderen Präsentationen in Abhängigkeit
von der Relevanz für
den aktuellen Prozess- oder Systemzustand und den Vorlieben des
aktuellen Benutzers;
27 Laden des wichtigsten Informationsobjekts
als erstes;
29 Laden des weniger wichtigen Informationsobjekts als
nächstes;
-
6 zeigt
ein Flussdiagramm für
die Adaption des automatischen Verfahrens. Es umfasst folgende Aktionen:
21 Laden
vordefinierter Eigenschaften für
Schichten, relativ zum Informationstyp 16, den Benutzervorlieben 7,
den Arbeitsaufgaben 8 und dem Prozess- oder Systemzustand 6;
22M Manuelle Auswahl der Arbeitsaufgabe 8 und/oder
22A Automatische Detektion der aktuellen
Arbeitsaufgabe 8,
23' Detektion des aktuellen Prozess-
oder Systemzustands 6 und des aktuellen Benutzers;
25' Ordnen der
Schichten und Festlegen der Hervorhebung bei der Anzeige oder einer
anderen Präsentation
in Abhängigkeit
von der Relevanz für
den aktuellen Prozess- oder Systemzustand und den Vorlieben des
aktuellen Benutzers;
27' Laden
des wichtigsten Informationsobjekts zuerst;
29' Laden des weniger
wichtigen Informationsobjekts als nächstes.
-
Bei
der Ausführung
verschiedener Aufgaben und der Überwachung
verschiedener Prozesszustände
wird der Betreiber verschiedene Anforderungen an die Information
haben. Das bedeutet, dass die präsentierte
Information kontextsensitiv sein muss. Ein Beispiel eines Zustands
eines Prozesses, der spezifische Informationsbedürfnisse und eine erhöhte Arbeitsbelastung
für den
Betreiber schafft, ist das Hochfahren und das Herabfahren der Anlage.
Durch das Zeigen der Informationsschichten, die die relevante Information
für den
aktuellen Prozesszustand oder die Aufgabe des Betreibers enthalten,
an hervorgehobener Stelle und durch das "Zurücknehmen" oder sogar Entfernen
von Information, die nicht benötigt
wird, kann die Arbeitsbelastung des Betreibers während des Ausführens dieser
Prozesszustände
reduziert werden. Ein gemeinsames Merkmal in Systemen für eine Prozesssteuerung
besteht darin, es dem Betreiber zu ermöglichen, Notizen oder Anmerkungen
im System in Bezug auf eine gewisse Ausrüstung in der Anlage zu machen.
Während
des normalen Betriebs mag diese Information nicht relevant sein,
aber wenn eine abnormale Situation für ein Ausrüstungsstück auftritt, so wird das Wissen über die Vorgeschichte
sehr relevant sein. Das System kann dann diese Information automatisch
zeigen, oder der Betreiber kann manuell zur Informationsschicht schalten,
die Information enthält,
bei welcher Ausrüstung
der Betreiber Notizen angefügt
hat, und das Datum und den Namen des Betreibers, der die letzte Notiz
erzeugt hat. Die Schicht kann auch konfiguriert sein, um Information über die
Wartungsgeschichte der Ausrüstung,
wie das letzte Wartungsdatum, zu enthalten.
-
Wartungspersonal
benötigt
spezifische Information, um die Wartung zu planen, wie Laufzeitmessungen,
Vibrationsmessungen, Wartungsalarme, aktive oder vergangene Arbeitsanweisungen,
die mit der Ausrüstung
verbunden sind, etc. Spezifische Schichten mit Wartungsinformation
können
dem Wartungspersonal verfügbar
gemacht werden, was es ihm erlaubt, im selben System wie die Personen im
Kontrollraum zu arbeiten, wobei aber eine andere Information präsentiert
wird.
-
Beim
normalen Betrieb muss die Person im Kontrollraum den exakten Ausrüstungsnamen
für die Ausrüstung, die überwacht
oder gesteuert wird, nicht verwenden oder kennen. In einer Situation
jedoch, in der die Person im Kontrollraum mit einem Außendienstmitarbeiter
oder einem sich in der Ferne befindlichen Experten über eine
Funkverbindung oder das Telefon kommuniziert, ist der eindeutige
Ausrüstungsname
ein wichtiger Referenzpunkt zwischen Personal, das sich an verschiedenen
physikalischen Orten befindet und verschiedene Information zur Verfügung hat.
Die Person im Kontrollraum kann in einer solchen Situation wählen, auf
die Schicht umzuschalten, die die Markierungsnamen oder Identifizierungskennungen
im Prozessvisualisierungssystem enthält, oder das System kann automatisch
darauf umschalten, wenn es erkennt, dass der Betreiber eine Aufgabe
ausführt,
bei dem Information über
den Namen der Ausrüstung
benötigt
wird.
-
Es
kann eine Schicht, die aktive Arbeitsanweisungen, die mit einer
gewissen Prozessausrüstung
oder einem gewissen Bereich der Anlage verbunden sind, enthält, gezeigt
werden, um dem Betreiber oder Wartungspersonal einen Überblick über die aktuellen
Aktivitäten
in der Anlage zu geben.
-
Während eine
Notbetriebs kann eine Schicht, die den Standort des Personals enthält, der Karte
der Anlage hinzugefügt
werden.
-
Änderungen
bei den Schichteinstellungen können
konfiguriert sein, dass sie andauernd über Sitzungen, andauernd für einen
einzelnen Benutzer, eine Benutzergruppe oder alle Benutzer, für die einzelne
Anzeige oder für
alle Anzeigen, für
den einzelne Arbeitsplatz oder systemweit sind. Dies ist in einem
beispielhaften Flussdiagramm der 8 zusammengefasst,
das folgende Aktionen umfasst:
40M Eine
manuelle Schichtauswahl und/oder 40A eine automatische
Schichtauswahl
42 Detektion der Dauerhaftigkeit der
Einstellungen für
einen Benutzer;
43a Anwenden von Änderungen nur für einen
Benutzer, 43b für
eine Benutzergruppe, 43 Anwenden der Änderungen für alle Benutzer;
45 Detektion
der Dauerhaftigkeit der Einstellungen für eine Präsentation, eine Anzeige;
46a Anwenden
von Änderungen
nur für
einen Arbeitsplatz, 46b Anwenden über das gesamte System;
47 Detektion
der Dauerhaftigkeit von Änderungen
für das
System;
48a Anwenden der Änderungen nur für die aktive
Anzeige; oder
48B Anwenden der Änderungen für alle Anzeigen;
49 Detektion
der Dauerhaftigkeit der Einstellungen für eine Sitzung;
50a Anwenden
der Änderungen
nur in einer aktiven Sitzung,
oder 50b permanentes
Anwenden der Änderungen.
-
Die
Dauerhaftigkeit der Schichteinstellungen pro Benutzer in Bezug auf
beispielsweise Benutzervorlieben, einen Systemzustand, eine aktuelle
Arbeitsaufgabe etc., kann verschieden konfiguriert werden, um die
Erfordernisse der verschiedenen Situationen zu erfüllen.
-
Wenn
die Schichten konstruiert werden, müssen mehrere Aspekte der Schichtenkonfiguration berücksichtigt
werden. Wie früher
in Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben
wurde, können
die Schichten konstruiert werden, dass sie sich auf die Arbeitsaufgaben,
den Systemstatus, die Informationstypen und die Benutzervorlieben
beziehen. Es gibt mindestens zwei grundsätzliche Wege, um Präsentationsobjekte
zu Schichten in Verbindung zu setzen. Die Schichten können entweder
vordefiniert sein, damit sie einen Satz von Objekten einschließen, oder
auf der Basis der Eigenschaften der Präsentationsobjekte konfiguriert
werden. Diese zwei Lösungen
sind nicht ausschließlich
und ein einzelnes Objekt kann in Bezug sowohl zu vordefinierten
Schichten als auch einer lokalen Schicht für eine Gruppe von Präsentationsobjekten,
die in einer einzelnen Präsentation
verwendet werden, stehen. Vordefinierte Schichten können in
Bezug stehen zu Arbeitsaufgaben, Systemzustände, Benutzervorlieben oder
Informationstypen. Lokale Schichten können sich beispielsweise auf
Systemzustände,
Benutzervorlieben und Informationstypen beziehen.
-
Für eine Konstruktion,
die sich auf Arbeitsaufgaben bezieht, muss sowohl eine manuelle
als auch eine automatische Schichtenauswahl konfiguriert werden.
Manuelle Schichten können
in Bezug stehen zu einem Arbeitsprozess, so dass der Benutzer wählen kann,
eine Schicht hervorzuheben, zu unterdrücken, zu verbergen oder zu
zeigen, auf der Basis der Arbeitsaufgaben, an denen er oder sie
am meisten interessiert ist. Eine automatische Schichtauswahl bezieht
sich auf Arbeitsaufgaben, so dass das System auf der Basis der aktuellen
Arbeitsaufgabe automatisch Information hervorheben, zurücknehmen,
verbergen oder zeigen kann.
-
Eine
anderer Aspekt, der zu berücksichtigen ist,
wenn Schichten konstruiert werden, sind die Systemzustände. Dies kann
so konfiguriert werden, dass man einen Einfluss hat, welche Information
hervorgehoben, zurückgenommen,
verborgen, gezeigt oder an den Benutzer geliefert wird.
-
Die
Benutzervorlieben können
das Konstruieren sowohl von manuellen als auch automatischen Schichten
beeinflussen.
-
Eine
Schicht kann auf jeder Kombination von Systemzuständen, Arbeitsaufgaben,
Benutzervorlieben oder Informationstypen basieren.
-
Das
Konfigurieren von Schichten kann sich beziehen auf die Auswahl von
Objekten, die Struktur von Objekten, Teile der Strukturen von Objekten
oder Aspekte von Objekten oder irgend eine Kombination dieser.
-
Ein
wichtiger Aspekt der Konstruktionsfunktion besteht darin, eine Konstruktion
vorzunehmen, um eine optimale Ladeleistung eines Präsentationsobjekts
zu erzielen. Dies kann für
jede Aufgabe gelten, wie beispielsweise um relevante Daten zu finden,
um Entscheidungskriteriumsdaten zu finden, für Zwecke einer schnellen Navigation,
um einen Systemzustand zufrieden zu stellen, um einer spezifische
Arbeitsaufgabe zu genügen
und/oder um sich an Benutzervorlieben anzupassen.
-
9 zeigt
eine schematische Anordnung für
das Konstruieren oder Konfigurieren von Schichten für ein industrielles
Steuersystem. 9 zeigt eine lokale Schicht 5L , die sich beispielsweise auf die Arbeitsaufgaben 8,
Benutzervorlieben 7 und gezeigte Informationstypen 16 beziehen
kann. Die vordefinierte Schicht 5 kann sich auf die Systemzustände 6,
als auch die Arbeitsaufgaben 8, die Benutzervorlieben 7 oder
die gezeigten Informationstypen 16 beziehen.
-
10 zeigt
ein einfaches Flussdiagramm für
Konstruktionsverfahren, die die folgenden Aktionen umfassen:
60 Die
Schicht ist zu basieren auf
62 logische Gruppierungen,
wie Präsentationsmodus,
funktionale Aspekte oder Datentyp, oder
61 jede Kombination
aus einer Arbeitsaufgabe, einem Systemzustand, Benutzervorlieben;
62 führt zu 63,
erzeugte Schicht auf der Basis von Information, die in der Steuerstruktur
enthalten ist, dann zum Schritt 68
61 führt zu
64 Ist
die notwendige Information im System verfügbar; Nein –
65 Erhalte
die notwendige Information von erfahrenen Benutzern oder Expertensystemen
oder externen Systemen;
66 Wähle eine automatische oder
manuelle Konstruktion; für
automatische Konstruktion –
67A automatische Erzeugung von Schichten
durch intelligente Algorithmen auf der Basis eines Prozessmodells,
automatischen Lernprogrammen oder ähnlichem; oder
67M Konfiguriere die Schichten manuell;
68 Bilde
Prioritätseinstellungen
für die
Schicht auf eine Präsentationshervorhebung
in Verbindung mit den anderen verwandten Schichten ab.
-
Ein
oder mehrere Mikroprozessoren (oder Prozessoren oder Computer) umfassen
eine zentrale Verarbeitungseinheit CPU, die die Schritte der Verfahren
gemäß einem
oder mehreren Aspekten der Erfindung ausführt, wie das beispielsweise
unter Bezug auf die 5 bis 8 und/oder 10 beschrieben
wurde. Das Verfahren oder die Verfahren werden mit der Hilfe von
einem oder mehreren Computerprogrammen ausgeführt, die zumindest zum Teil
in einem Speicher gespeichert sind, der von einem oder mehreren
Prozessoren zugänglich
ist. Es sollte verständlich
sein, dass die Computerprogramme für das Ausführen von Verfahren gemäß der Erfindung
auch auf einem oder mehreren allgemeinen industriellen Mikroprozessoren
oder Computern statt auf einem oder mehreren speziell ausgelegten
Computern oder Prozessoren ablaufen können.
-
Das
Computerprogramm umfasst Computerprogrammkodeelemente oder Softwarekodeteile,
die veranlassen, dass der Computer oder Prozessor die Verfahren
ausführt
und Verwendung von Gleichungen, Algorithmen, Daten, gespeicherten
Werten, Berechnungen und dergleichen für die vorher beispielsweise
in Bezug auf 3 etc. beschriebenen Verfahren.
Das Computerprogramm kann ein oder mehrere kleine ausführbare Programme,
wie ein Flash-Programm (Marke) verwenden. Ein Teil des Programms kann
in einem Prozessor, wie oben, gespeichert sein, aber auch in einem
ROM, RAM, PROM, EPROM oder EEPROM-Chip oder ähnlichen Speichermitteln. Das
Programm kann zum Teil oder als ganzes auch lokal (oder zentral)
auf oder in einem anderen geeigneten von einem Computer lesbaren
Medium, wie einer Magnetplatte, einer CD-ROM oder einer DVD, einer
Festplatte, magneto-optischen Speichermitteln, in einem flüchtigen
Speicher, in einem Flash-Speicher, als Firmware oder auf einem Datenserver
gespeichert sein. Andere bekannte und geeignete Medien, die entfernbare
Speichermedien einschließen, wie
entfernbare Flash-Speicher, Flash-Laufwerkspeicher am USB-Anschluss, Festplatten
etc. können auch
verwendet werden. Das Programm kann auch zum Teil von einem Datennetz
geliefert werden, das ein öffentliches
Netz, wie das Internet einschließt. Die beschriebenen Computerprogramme
können
auch zum Teil als eine verteilte Anwendung ausgelegt sein, die auf
mehreren unterschiedlichen Computern oder Computersystemen zu mehr
oder weniger der gleichen Zeit laufen können.
-
Es
sollte angemerkt werden, dass während Obiges
beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung beschreibt, es mehrere Variationen und Modifikationen
gibt, die bei der offenbarten Lösung
vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in
den angefügten
Ansprüchen
definiert ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Es
wird ein Verfahren für
das Liefern einer Benutzerschnittstelle (1) für ein industrielles
Steuersystem, bei dem Information zumindest zum Teil in Schichten
(5) oder Filtern auf einem oder mehreren Anzeigeschirmen
eines Steuersystems präsentiert wird,
beschrieben. Das Steuersystem kann andere Medien für das Präsentieren
oder Anzeigen der Information umfassen. Der Inhalt für diese
eine oder diese mehreren Schichten, der auch eine Schnittstelle
zu einem Prozesszustand oder einer Funktion liefert, wird auf der
Basis von Information bestimmt, die von diesem Steuersystem verfügbar ist,
in Abhängigkeit davon,
welches der verfügbaren
Elemente dieser Information visuell angezeigt oder anderswie hervorgehoben
präsentiert,
oder weniger hervorgehoben präsentiert
oder verborgen werden sollen. Eine Schnittstelle, Computerprogramme
und ein Steuersystem werden auch beschrieben.