DE19650328A1

DE19650328A1 - Visualisierungseinrichtung für eine Anlage der Grundstoffindustrie, insbesondere ein Stahlwerk

Info

Publication number: DE19650328A1
Application number: DE1996150328
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Kett
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Visualisierungseinrichtung für eine Anlage der Grundstoffindustrie, insbesondere ein Stahl werk, mit einem der Visualisierungseinrichtung zugeordneten Display.

Im Rahmen von Präsentationen von Anlagen der Grundstoffindu strie ist es üblich, eine derartige Anlage auf Medien wie Fo lien, oder durch Computeranimationen darzustellen. Weiterhin ist es für Schulungen von Bedienpersonal für Anlagen der Grundstoffindustrie bekannt, diese an Leitständen, die den realen Leitständen der entsprechenden Anlagen der Grundstoff industrie ähneln, durchzuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Präsenta tion einer Anlage der Grundstoffindustrie anzugeben, die ge genüber den bekannten Formen der Präsentationen vorteilhaft ist. Es ist ferner wünschenswert, eine Einrichtung zu haben, die es ermöglicht, Schulungen von Bedienpersonal der Grund stoffindustrie mit geringerem technischen Aufwand durchzufüh ren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Visualisierungs einrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine derartige Visuali sierungseinrichtung ermöglicht die interaktive Präsentation einer Anlage der Grundstoffindustrie. Durch die kompakte Aus führung einer Darstellung der entsprechenden Mensch-Maschine- Schnittstellen der Anlage ist es möglich, sie schnell einzu richten, was z. B. ihren Einsatz bei Verkaufsverhandlungen er laubt. Ferner bietet die erfindungsgemäße Visualisierungsein richtung die Möglichkeit, Schulungen in bezug auf die Bedie nung der Anlage der Grundstoffindustrie mit besonders gerin gem technischen Aufwand durchzuführen. Ferner hat sich die Erfindung als besonders vorteilhaftes Entwurfswerkzeug für Anlagen der Grundstoffindustrie erwiesen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist neben der Mensch-Maschine-Schnittstelle der Ablauf des simulierten Prozesses bzw. der simulierten Anlage auf dem Display dar stellbar. Dabei können in vorteilhafter Weise der Prozeßab lauf oder die Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgeblendet oder vergrößert, d. h. in detaillierterer Darstellung auf dem Dis play abgebildet, werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Reaktion der Anlage auf bestimmte Bedienhandlungen unmittel bar zu beobachten. Auf diese Weise können z. B. Vorteile einer bestimmten Anlage bei Verkaufsverhandlungen besonders deut lich dargelegt werden, oder zu schulenden Bedienpersonal die Reaktion der Anlage auf ihre Bedienhandlungen in besonders einprägsamer Form deutlich gemacht werden. Dazu wird in vor teilhafter Ausgestaltung der Erfindung im Display ein Zoom baum dargestellt, der angibt, welcher Vertiefungsrichtung das auf dem Display dargestellte Bild entspricht, und mittels dessen Bilder unterschiedlicher Vertiefungsrichtungen gewech selt werden können. Auf diese Weise können Bedienaktionen des Prozesses, die nur mittels einer detaillierten Darstellung der Mensch-Maschine-Schnittstelle möglich sind, ausgeführt und die Reaktion des Prozesses, deren Beobachtung insbesonde re nur mit einer detaillierten Darstellung des Prozeßablaufs möglich ist,beobachtet werden.

Weitere Vorteile und erfindungsgemäße Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Un teransprüchen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Visualisierungseinrichtung,

Fig. 2 die funktionale Struktur einer erfindungsgemäßen Vi sualisierungseinrichtung,

Fig. 3 das Zusammenwirken einer erfindungsgemäßen Visuali sierungseinrichtung mit Speichermodulen,

Fig. 4 eine alternative Hardwarestruktur für eine erfin dungsgemäße Visualisierungseinrichtung,

Fig. 5 ein Trainingssystem auf der Basis einer erfindungs gemäßen Visualisierungseinrichtung,

Fig. 6 ein Prozeßabbild,

Fig. 7 eine Operator-Grundmaske,

Fig. 8 ein Fehlermeldebild.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Visualisierungseinrichtung 1 mit einem Monitor 9, einer Datenverarbeitungseinrichtung 6, einer optionalen Maus 8 und einer optionalen Tastatur 7. Auf dem Monitor 9 der erfindungsgemäßen Visualisierungseinrich tung 1 ist ein Abbild 2 des Prozeßablaufs sowie eine Mensch- Maschine-Schnittstelle 3 abgebildet. Die Mensch-Maschine- Schnittstelle 3 weist ein Tastermodul 4 und ein Corosmodul 5 auf. Dabei bildet das Tastermodul 4 Schalter Taster und Schaltpulte o. ä. und das Corosmodul 5 Leitstände mit Monito ren und entsprechenden Bedienelementen o. ä. ab. Dabei sind die einzelnen dargestellten Elemente des Tastermoduls 4 und des Corosmoduls 5 ein Abbild der realen Mensch-Maschine- Schnittstelle der zu visualisierenden Einrichtung. Dieses Ab bild ist jedoch vorteilhafterweise derart vereinfacht, daß die Darstellung besonders einfach ausgeführt ist, ohne daß das sofortige Wiedererkennen der einzelnen Elemente beein trächtigt ist. Zur detaillierteren Darstellung z. B. des Ta stermoduls wird dieses entweder mittels eines Touchscreens durch Berühren des Bildschirms oder per Mausklick auf das Ta stermodul vergrößert. Vorteilhafterweise erscheint nach einer derartigen Aktion das Tastermodul 4 ohne Corosmodul 5 und Ab bild 2 des Prozeßablaufs. In weiterer vorteilhafter Ausge staltung können Teile des Tastermoduls 4 in ähnlicher Weise oder z. B. durch einrahmen mit der Maus weiter vergrößert wer den. Dieses Vorgehen ist ebenfalls in bezug auf das Abbild 2 des Prozeßablaufs und das Corosmodul 5 durchführbar.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Visualisierungseinrichtung 1 wird bei einer vergrößerten Dar stellung einzelner Elemente ein sogenannter Zoombaum mit ein geblendet, der dem Benutzer der Visualisierungseinrichtung 1 anzeigt, in welcher Verfeinerungstiefe er sich befindet, und der es dem Benutzer durch Mausklick oder Verwendung eines Touchscreens ermöglicht eine andere Darstellung, z. B. eine andere Verfeinerungstiefe, auf dem Monitor 9 darstellen zu lassen.

Fig. 2 zeigt das funktionale Zusammenwirken einer erfindungs gemäßen Visualisierungseinrichtung. Dabei wird ein simulier ter Prozeßablauf 12 durch den Benutzer mittels eines Displays mit Mensch-Maschine-Schnittstelle 10 beeinflußt. Dieses er folgt vorteilhafterweise über eine Steuerung und Regelung 11, die ein Abbild der realen Steuerung bzw. Regelung der visua lisierten Anlage der Grundstoffindustrie ist.

Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken einer erfindungsgemäßen Visua lisierungseinrichtung 15 mit Speichermodulen 5. Im vorliegen den Ausführungsbeispiel liest und beschreibt die erfindungs gemäße Visualisierungseinrichtung 15 ein Speichermodul 16 für Prozeßablaufsvorgaben, ein Störszenarienspeicher 17, eine Hilfsfunktionsbibliothek 18 und eine Prozeßbausteinbibliothek 19. Diese Speichermodule 16, 17, 18 und 19 können entweder ex tern oder Teil der erfindungsgemäßen Visualisierungseinrich tung sein. Dabei ist die Ausführung dieser Speichermodule 16, 17, 18 und 19 als Teil der Visualisierungseinrichtung vor zuziehen.

Im Speichermodul 16 für Prozeßablaufsvorgaben sind Prozeßab laufsvorgaben, wie z. B. Stichpläne in einem Walzwerk gespei chert. Diese Prozeßablaufsvorgaben bilden Voreinstellungen, die für die Simulation des Prozeßablaufs notwendig sind. Sie werden zur Simulation des Prozeßablaufs von der Visualisie rungseinrichtung 15 abgerufen und können mittels der Visuali sierungseinrichtung 15 bearbeitet bzw. verändert werden.

Im Störszenarienspeicher 17 sind mögliche Fehler des Prozeß ablaufs gespeichert. Die gespeicherten Störungen können durch ein Störmodul der Visualisierungseinrichtung 15 abgefragt werden und den simulierten Prozeßablauf stören.

In der Hilfsfunktionsbibliothek 18 sind Hilfefunktionen ge speichert, mittels derer ein Hilfsmodul der Visualisierungs einrichtung 15 Hilfefunktion in Form von Graphiken oder tex tueller Beschreibung, vorteilhafter Weise auch über Sprache, als Hilfe zu Elementen der simulierten Anlage, zu Elementen der Mensch-Maschine-Schnittstelle oder zu Funktionsweisen der Visualisierungseinrichtung 15 bietet.

Die Prozeßbausteinsbibliothek 19 enthält insbesondere Elemen te einer Anlage der Grundstoffindustrie sowie zugehöriger Steuerungs- und Regelungselemente, wobei ein Abbild einer An lage der Grundstoffindustrie und der dazugehörigen Steuerung bzw. Regelung mittels der Bausteine der Prozeßbausteinsbi bliothek 19 zusammensetzbar ist.

Fig. 4 zeigt eine alternative Hardwarestruktur der erfindungs gemäßen Visualisierungseinrichtung. Dabei sind auf der Visua lisierungseinrichtung 21 ein Display 10 mit Mensch-Maschine- Schnittstelle und eine Simulation des Prozeßablaufs 12 aus Fig. 2 implementiert. Die Steuerung bzw. Regelung 11 aus Fig. 2 ist auf einem Automatisierungsgerät 20 implementiert, das mit der Visualisierungseinrichtung 21 datentechnisch verbunden ist.

Fig. 5 zeigt ein Schulungs- bzw. Trainingssystem auf der Basis erfindungsgemäßer Visualisierungseinrichtungen 23, 24 und 25, die über ein Kommunikationssystem 26 mit einer Trainerstation in Verbindung stehen. Diese Konfiguration ist besonders geeig net, Personal für die Bedienung einer Anlage der Grundstoff industrie zu schulen. Dabei erhalten Schulungsteilnehmer die Aufgabe, die entsprechende Anlage mittels der Visualisie rungseinrichtungen 23, 24, 25 zu bedienen. Diese Bedienung kann mittels der Trainerstation 22 überwacht werden. Außerdem kön nen mittels der Trainerstation 22 Störungen des Prozeßablaufs in den einzelnen Visualisierungseinrichtungen 23, 24, 25 gene riert werden und die Reaktion der Benutzer der Visualisie rungseinrichtungen 23, 24, 25 überwacht werden.

Fig. 6 zeigt die Darstellung einer Walzstraße auf dem Display der Visualisierungseinrichtung. Dies ist ein mögliches Bei spiel für das Abbild 2 des Prozeßablaufs aus Fig. 1.

Fig. 7 zeigt eine sogenannte Operator-Grundmaske, d. h. eine auf dem Display der Visualisierungseinrichtung darstellbare Maske zur Eingabe und zur Darstellung von Prozeßablaufsvorga ben, wie z. B. Stichplänen in einem Walzwerk.

Fig. 8 zeigt ein Fehlermeldebild, mittels dessen Störungen oder Fehler im Prozeßablauf auf dem Display der Visualisie rungseinrichtung darstellbar sind.

Claims

1. Visualisierungseinrichtung für eine Anlage der Grundstoff industrie, insbesondere ein Stahlwerk, mit einem der Visuali sierungseinrichtung zugeordnetem Display, insbesondere einem Bildschirm, wobei die Visualisierungseinrichtung ein Prozeß modul aufweist, mittels dessen der Prozeßablauf der Anlage simuliert wird, und wobei der simulierte Prozeßablauf mittels einer auf dem Display abgebildeten Mensch-Maschine-Schnitt stelle, die ein, insbesondere verkleinertes bzw. vereinfach tes, Abbild der Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Beeinflus sung des Prozeßablaufs in der realen Anlage ist, durch einen Benutzer der Visualisierungseinrichtung beeinflußbar ist.

2. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des simulierten Prozesses bzw. die simulierte Anlage auf dem Display darstellbar ist.

3. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein auf dem Display dargestelltes Tastermodul aufweist, mittels dessen Schalter, Taster und Schaltpulte auf dem Display dargestellt werden.

4. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Corosmodul aufweist, mittels dessen ein Leitstand mit Monitoren o. ä. und zugehörigen Bedienelementen auf dem Display dargestellt wird.

5. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßablauf, das Tastermodul und das Corosmodul auf dem Display ausblendbar bzw. vergrößerbar sind.

6. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Display einen Zoom-Baum darstellt, der angibt, welcher Vertiefungsrichtung das auf dem Display dargestellte Bild entspricht, und mittels dessen Bilder unterschiedlicher Vertiefungsrichtungen gewechselt werden können.

7. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Hilfemodul aufweist, das Hilfefunktionen in Form von Graphiken oder textueller Beschreibung, vorteilhafter weise auch über Sprache, Hilfe zu Elementen der Anlage, zu Elementen der Mensch-Maschine-Schnittstelle, oder zu Funktionsweisen der Visualisierungseinrichtung bietet.

8. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Speichermodul für Prozeßablaufsvorgaben, z. B. für Stichpläne in einem Walzwerk, aufweist, das die notwendigen Angaben für den Prozeßablauf enthält und über das Display bearbeitbar ist.

9. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Störmodul aufweist, das on-line Störungen auf den Prozeßablauf generiert, wobei Störungen des Prozeßablaufs vorab gespeichert werden können, oder mittels des Störmoduls durch einen Benutzer generiert werden können.

10. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Prozeßbausteinbibliothek aufweist, die insbe sondere Elemente einer Anlage der Grundstoffindustrie sowie zugehöriger Steuerungs- und Regelungselemente enthält, wobei ein Abbild einer Anlage der Grundstoffindustrie und der dazugehörigen Steuerung bzw. Regelung mittels der Bausteine der Prozeßbausteinsbibliothek zusammensetzbar ist.

11. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Steuerungs- und Regelungsmodul aufweist, mittels dessen der simulierte Prozeßablauf gesteuert bzw. geregelt wird.

12. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungs- und Regelungsmodul und das Prozeßmodul auf einer Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere einem PC oder einer Workstation, implementiert sind.

13. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Module Hilfsmodul, Speichermodul für Prozeßablaufsvorgaben, Störmodul oder Prozeßbausteinbiblio thek auf der Datenverarbeitungseinrichtung implementiert ist.

14. Visualisierungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung ein portabler PC, insbesondere ein Notebook, ist.

15. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienelemente der auf dem Display abgebildeten Mensch-Maschine-Schnittstelle mittels Mausklick oder Berühren der entsprechenden Stelle auf dem in dem Fall als Touchscreen ausgebildeten Display bedienbar ausgebildet sind.

16. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Präsentationswerkzeug der Anlage der Grundstoff industrie verwendbar ist.

17. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Schulungsinstrument, insbesondere für die Schulung von Bedienpersonal der Anlage der Grundstoffindu strie verwendbar ist.

18. Visualisierungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Entwurfswerkzeug zum Entwurf einer Anlage der Grundstoffindustrie verwendbar ist.