EP1370915A1

EP1370915A1 - Prozessleitsystem mit bilddarstellungssystem

Info

Publication number: EP1370915A1
Application number: EP02721999A
Authority: EP
Inventors: Uwe Gerk; Marcel Kellner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-12-17
Also published as: CN1500235A; WO2002077731A1; US20040145535A1

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Prozessleitsystem umfasst ein Bilddarstellungssystem (7), mit welchem ein Prozessbild auf mehrere Sichtgeräte (9) aufteilbar ist, wobei das Bilddarstellungssystem (7) einen Grafikadapter (12) umfasst, welcher ertüchtigt ist, die Aufteilung des Prozessbildes auf die Sichtgeräte (9) in einem grafikadapter-internen Speicher (S) zu ermitteln und die Sichtgeräte (9) zur Darstellung des Prozessbildes jeweils mit den zugehörigen ermittelten Prozessbild-Aufteilungsdaten anzusteuern.

Description

Beschreibung

PROZESSLEITSYSTEM MIT BILDDARSTELLUNGSSYSTEM

Moderne Prozessleitsyste e dienen dazu, den Betrieb einer technischen Anlage zu überwachen, bestimmte Vorgänge und Funktionen in der Anlage automatisch durchzuführen sowie im Fehlerfall eine sichere Beherrschung der Anlage zu gewährleisten, ohne dass dabei Schaden an Mensch und/oder Material entsteht. Beispiele für derartige Anlagen sind Kraftwerke zur Erzeugung von elektrischer Energie, Produktionsanlagen, Chemieanlagen und viele mehr.

Die meisten bekannten technischen Anlagen werden zumindest teilweise noch durch Personal bedient, welches Zugriff auf das Prozessleitsystem und somit auf den Betrieb der Anlage hat. Üblicherweise umfasst ein Prozessleitsystem ein Rechnersystem mit Sichtgeräten, beispielsweise Bildschirmen, auf welchen Informationen über den aktuellen und/oder histori- sehen und/oder erwarteten zukünftigen Betriebszustand der Anlage dargestellt sind.

Obwohl schon sehr viele Funktionen einer technischen Anlage mittlerweile automatisch vom Prozessleitsystem ohne menschli- ches Eingreifen durchgeführt werden, so bleibt doch eine Reihe von Anforderungen an das Bedienpersonal bestehen, welche bedient werden müssen.

Zur Erfüllung seiner Aufgaben muss das Bedienpersonal Informationen über den Betriebszustand der Anlage in möglichst ü- bersichtlicher, gut aufbereiteter und gut lesbarer Darstellung vom Prozessleitsystem zur Verfügung gestellt bekommen. Dazu ist es zum Beispiel möglich und bekannt, ein oder mehrere informationstragende Prozessbilder, welche in einem Rechner des Prozessleitsystems hinterlegt sind und welche während des Betriebs aktualisiert werden, auf einem Bildschirm darzustellen und so dem Bedienpersonal zugänglich zu machen. Nachteilig ist dabei, dass üblicherweise verwendete Bildschirme sehr klein sind, so dass gleichzeitig nur wenige Personen, welche sich in unmittelbarer Nähe des Bildschirms aufhalten müssen, über den Betriebszustand der Anlage informiert werden können. Befindet sich das Bedienpersonal momentan weiter weg vom Bildschirm oder sehr weit seitlich von der Bildfläche des Bildschirms oder auf der der Bildfläche gegenüberliegenden Seite des Bildschirms, so ist die dargestellte Information in diesem Augenblick nicht mehr entnehmbar. Kriti- sehe Situationen, welche ein menschliches Eingreifen dringend erforderlich machen würden, können so übersehen werden und zu einer Gefährdung führen.

Weiterhin bietet ein Bildschirm nur begrenzt Platz, so dass die Anzahl an darstellbaren Informationen dadurch beschränkt ist.

Zur Überwindung dieser Nachteile ist es weiterhin bekannt, mehrere Bildschirme zu verwenden, um so die Fläche für die Darstellung eines Prozessbildes zu vergrößern.

Nachteilig dabei ist, dass - wenn ein Prozessbild auf mehrere Bildschirme verteilt dargestellt werden soll - die Berechnung der Verteilung des Prozessbildes auf die Anzahl von Bildschirmen spätestens bei der Verwendung von drei Bildschirmen mittels eines zusätzlichen Rechners erfolgen uss, welcher auf diese Aufgabe spezialisiert ist („Bildsplit-Rechner" ) ; würde man die beschriebene Funktion des Bildsplit-Rechners in einen Prozessrechner integrieren, so würden dessen Rechen- Ressourcen von der Funktion der Berechnung der Bildaufteilung derartig stark belastet werden, dass darunter die gewünschte und projektierte Funktionalität der Prozessführung stark leiden würde und beispielsweise die Verarbeitungsgeschwindigkeit und Datenaktualisierungsrate stark abnehmen würde. Ein zusätzlich notwendiger Rechner zur Realisierung der o.g. verteilten Bilddarstellung stellt jedoch einen erheblichen

Mehraufwand bei der Projektierung und bei den aufzubringenden Kosten dar; weiterhin bedeutet ein zusätzlicher Rechner eine zusätzliche Fehlerquelle im Rechnersystem.

Weiterhin sind Großbild-Projektionssysteme bekannt, bei wel- chen mehrere Bildschirmeinheiten zu einer Gesamtheit zusam- mengefasst sind und welche ebenfalls von einem spezialisierten Bildsplit-Rechner angesteuert werden; beispielsweise ist am Markt das von der Fa. Dr. Seuffert angebotene MX-Terminal und das zugehörige MMT-System erhältlich. Diese Systeme sind sehr aufwändig, weisen die beschriebenen Nachteile auf und sind darüberhinaus sehr kostspielig.

Darüberhinaus sind besonders Großbild-Projektionssysteme meist für den Betrieb unter dem Betriebssystem UNIX oder De- rivaten davon ausgelegt, so dass eine Anwendung unter dem weit verbreiteten Betriebsystem Microsoft Windows nicht ohne Weiteres erfolgen kann.

Von der Fa. Colorgraphic Communications Corporation mit Sitz in Atlanta, werden für den Bereich der Spezial-

Zeichnungserstellung mittels PC („Computer Aided Design, CAD") Grafikkarten der Reihe „Predator" angeboten, welche in ihren technischen Eigenschaften speziell auf die Erfordernisse der Zeichnungserstellung unter dem Betriebsystem Microsoft Windows zugeschnitten sind.

Die auf dem Gebiet der Automatisierungs- und/oder Leittechnik tätigen Fachleute haben bis heute nicht die Möglichkeit und Notwendigkeit erkannt, den zur Darstellung eines Prozessbil- des auf mehreren Bildschirmen benötigten Bildsplit-Rechner durch eine einfachere Einrichtung zu ersetzen, welche einfacher herzustellen, flexibler einsetzbar - besonders auch im Hinblick auf die verschiedenen möglichen Bild-Auflösungen - und auch kostengünstiger herstellbar ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Prozessleitsystem mit einem Bilddarstellungssystem anzugeben, mit welchem auf einfache Weise ein Prozessbild auf mehrere Sichtgeräte aufteilbar und darstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Prozess- leitsystem mit einem Bilddarstellungssystem, mit welchem ein Prozessbild auf mehrere Sichtgeräte aufteilbar ist, wobei das Bilddarstellungssystem einen Grafikadapter umfasst, welcher ertüchtigt ist, die Aufteilung des Prozessbildes auf die Sichtgeräte in einem grafikadapter-internen Speicher zu er- mittein und die Sichtgeräte zur Darstellung des Prozessbildes jeweils mit den zugehörigen ermittelten Prozessbild- Aufteilungsdaten anzusteuern.

Ein erfindungsgemäßes Prozessleitsystem macht den Einsatz ei- nes oder mehrerer mehrkanaliger Bildsplit-Rechners überflüssig, indem dessen Funktionalität von dem Grafikadapter übernommen wird, welcher in einem internen Speicher die Berechnungen vornimmt, welche notwendig sind, um mehrere Sichtgeräte, insbesondere Bildschirme und/oder Bild-Projektionssysteme jeder verfügbaren Projektionsflächengröße, derart anzusteuern, so dass die Darstellung eines Prozessbildes auf die Sichtgeräte verteilt ist.

Vorteilhaft ist der Grafikadapter eine PC-kompatible Grafik- karte, bevorzugt für den Einsatz unter dem Betriebssystem Microsoft Windows, mit mindestens drei, bevorzugt vier, Videokanälen und der grafikadapter-interne Speicher pro Videokanal weist eine Größe von mindestens 32 MB.

Die beschriebene Anzahl von mindestens drei, bevorzugt vier, Videokanälen realisiert die vom Markt am meisten nachgefragten Größen für ein Leitsystem mit Bilddarstellungssystem; die auf drei bzw. vier Sichtgeräten darstellbaren Informationen sind von ihrer Anzahl her gesehen ausreichend, um dem Be- triebspersonal ein genügend detailiertes Informationsbild vom Betriebszustand der technischen Anlage zu geben, ohne dass das Betriebspersonal beim erfassen der Informationsfülle ü- berfordert wäre. Weiterhin hat es sich erwiesen, dass eine Anzahl von drei oder vier Sichtgeräten, beispielsweise Bildschirme und/oder Projektionsflächen, ein Optimum darstellt, was die Ablesbarkeit der Informationen von den Bildschirmen angeht, wenn ein typisches Prozessbild auf die Bildschirme verteilt dargestellt ist. Die Speichergröße von mindestens 32 MB ist ebenfalls eine besonders geeignete Größe, um „Bildsplit-Funktion" auf der Grafikkarte in derem internen Speicher, bevorzugt RAM-Speicher, leicht zu realisieren und eine genügend hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und/oder einen genügend schnellen Bildaufbau bei der Darstellung zu erreichen.

Von daher führt die Erfindung auch zu einer Verwendung eines mindestens dreikanaligen, bevorzugt vierkanaligen, Grafikadapters mit einem grafikadapter-internen Speicher, welcher ertüchtigt ist, die Aufteilung eines auf mehreren Sichtgeräten darzustellenden Prozessbildes auf die Sichtgeräte zu ermitteln und die Sichtgeräte zur Darstellung des Prozessbildes jeweils mit den zugehörigen ermittelten Prozessbild- Aufteilungsdaten anzusteuern, in einem Prozessleitsystem, welches ein Bilddarstellungssystem mit mehreren Sichtgeräten umfasst.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

FIG 1 ein erfindungsgemäßes Prozessleitsystem, und

FIG 2 eine Übersicht über besonders bevorzugte Anordnungen von Sichtgeräten und Bildauflösungen bei einem erfindungsgemäßem Prozessleitsystem.

FIG 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Prozessleitsystem 5 mit einem Bilddarstellungssystem 7. Das Bilddarstellungssystem 7 umfasst vier Sichtgeräte 9, beispielsweise handelsübliche Computerbildschirme oder auch Module eines Großbild- Projektionssystems. Die Sichtgeräte 9 können selbstverständlich so dicht wie es deren Bauart erlaubt aneinandergerückt sein, so dass zwischen den Bildflächen der Sichtgeräte 9 jeweils nur ein möglichst kleiner Steg verbleibt.

Ein Grafikadapter 9, beispielsweise eine Grafikkarte für einen unter Microsoft Windows lauffähigen PC, enthält einen grafikadapter-internen Speicher S, in welchem die Verteilung der Darstellung eines Prozessbildes auf die Sichtgeräte 9 ermittelt ist. Der Grafikadapter 12 steuert die Sichtgeräte 9 jeweils mit zur ermittelten Aufteilung gehörigen Signalen an, so dass ein Prozessbild verteilt auf die Sichtgeräte darge- stellt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist kein separater Bildsplit-Rechner notwendig, um die auf die Sichtgeräte 9 verteilte Darstellung eines Prozessbildes zu erreichen.

In FIG 2 sind besonders bevorzugte Anordnungen von Sichtgeräten 9 bei einem erfindungsgemäßen Prozessleitsystem gezeigt: In FIG 2a sind vier Sichtgeräte 9 in einer Matrix bestehend aus zwei Zeilen und vier Spalten angeordnet; damit lässt sich beispielsweise eine Gesamtbildfläche mit einer Auflösung R von 3200 x 2400 Pixel erreichen. In FIG 2b sind vier Sichtgeräte 9 in einer Zeile angeordnet; so lässt sich z.B. eine Gesamtbildfläche mit einer Auflösung R von 6400 x 1200 Pixel realisieren. FIG 2c zeigt die Anordnung von vier Sichtgeräten 9 in einer Spalte, wodurch beispielsweise eine Gesamtbildfläche mit einer Auflösung R von 1600 x 4800 Pixel erreichbar ist. Schließlich zeigt FIG 2d die Anordnung von drei Sichtgeräten 9 in einer Zeile, womit z.B. eine Gesamtbildfläche mit einer Auflösung R von 4800 x 1200 Pixel erzielbar ist. Selbstverständlich können die Sichtgeräte aus FIG 2 möglichst eng aneinandergerückt sein, so dass die jeweils verbleibenden Stege zwischen den einzelnen Bildflächen möglichst klein ist.

Die bisher im Zusammenhang mit FIG 2 dargestellten erzielbaren Gesamtbildflächen basieren auf einer Auflösung des Grafikadapters von 1600 x 1200 Pixel je Kanal. Liegt eine andere Auflösung je Kanal vor, beispielsweise 800 x 600 Pixel oder 1024 x 768 Pixel, so ist die damit jeweils zu erzielende Auf- lösung der Gesamtfläche entsprechend zu bestimmen.

Besonders bevorzugt ist die Bildauflösung der Kanäle des Grafikadapters einstellbar und/oder veränderbar, so dass je nach Einsatz des erfindungsgemäßen Prozessleitsystems eine geeig- nete Gesamtbild-Auflösung wählbar ist.

Claims

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