JP2014211905A - プロセス制御システムの環境設定及び管理を行う動的ユーザインターフェイス - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、名称が“User Interface for Configuring a Process Control System”であり、2008年9月29日に出願された、米国仮特許出願第61/101055号の利益を主張するものであり、その開示内容は参照により本明細書中に明示的に組み込まれる。
ここで図1を参照すると、スマート及び/又は非スマート・プロセス・オブジェクトが両方共にプラント環境内で強化された制御及びシミュレーションを行うために制御モジュールと一体化されることがあるプロセス・グラフィック表示及びプロセスモジュールを形成するために使用される例示的なプロセスプラント10が詳細に示される。具体的には、プロセスプラント10は、例えば、Fieldbusインターフェイス、Profibusインターフェイス、HARTインターフェイス、標準的な4〜20mAインターフェイスなどでもよい入力/出力(I/O)機器若しくはカード18を介して、それぞれが1台以上のフィールド機器14及び16に接続されている1台以上のコントローラ12を有する分散プロセス制御システムを使用する。コントローラ12は、例えば、イーサネット(登録商標)リンクでもよいデータハイウェイ24を介して1台以上のホスト又はオペレータワークステーション20及び22にもさらに連結されている。データベース28は、データハイウェイ24に接続されてもよく、プラント10内のコントローラ及びフィールド機器と関連付けられたパラメータと、状態と、他のデータとを収集及び記憶するデータヒストリアンとして動作し、及び/又は、コントローラ12とフィールド機器14及び16との中にダウンロードされ、そして、記憶されるようなプラント10内のプロセス制御システムの現在の環境設定を記憶する環境設定データベースとして動作する。コントローラ12と、I/Oカード18と、フィールド機器14及び16とは、典型的に、時には過酷であるプラント環境内に位置付けられ、かつ、全体に分散しているが、オペレータワークステーション20及び22と、データベース28とは、通常は、制御者、又は、保守要員によって容易に評価できる制御室又は他のあまり過酷でない環境に位置している。
図3を参照すると、グラフィック表示環境設定アプリケーション38(例えば、制御スタジオ・アプリケーション38A、エクスプローラ・アプリケーション38B)のユーザインターフェイスは、プロセス環境設定、レシピ設計などに関連した機能性を体系化するいくつかのペインを備える主ウィンドウ200を含んでもよい。より具体的には、主ウィンドウ200は、主コンテンツ又はエディタペイン210と、ナビゲーション又はモジュール・エクスプローラ・ペイン212と、パラメータペイン214と、パレットペイン216と、パン・アンド・ズーム・ペイン218と、警報ペイン220と、アクションペイン222と、参照ペイン224と、ウォッチペインと、公式ペインと、マルチモード選択ペインなどを含んでもよい。さらに、ウィンドウ200の生成の一部又は全部は、以下のより詳細な検討中、「リボン300」と称されることもあるリボン・スタイル・メニュー300のようなコマンドペインを含むことがある。
一部の実施形態では、ペインは、最初に、デスクトップ上のデフォルト場所にドックされる。ユーザは、所望のペインのタイトルバーをクリックして、特に、ペインを異なる場所へ移動(「フロート」)することを可能にするフローティング制御を行うメニューを有効化することが可能である。ドックされたペインのタイトルバーは、ペイン名、自動隠蔽を有効化する制御操作部、及び、ペインを閉じる制御操作部を含んでいてもよい。フローティング制御操作部を介してフローティングペインに変換されると、ペインは、他のペインのエッジに「自動ドック」すること、編集ワークステーションの外側にドラッグされることなどが可能である。少なくとも一部の実施形態では、ドックされたもの及びフロートするものの両方はサイズ変更可能である。ドックされたペインがサイズ変更されるとき、スタジオ・アプリケーション38A又はエクスプローラ・アプリケーション38Bのユーザインターフェイスは、あらゆるペインのコンテンツが依然として可視的であるように、1つ以上の隣接するドック型ペインを自動的にサイズ変更し得る。必要に応じて、ユーザインターフェイスは、ペインで使用されるテキストフォントのサイズをさらに調節(例えば、9から8にサイズを縮小すること)し得る。
ユーザは、特定のユーザに都合が良く、かつ、直観的である作業環境を定義するために、ナビゲーションペイン212に適用されるべきフィルタを選択又は定義し、コマンドペイン300に表示されるべき制御操作部を選択し、要望に応じて、ペインを位置決め、サイズ変更し、積み重ね、グループ化し、そうでなければ調節し、フォントサイズ、色、背景、及び、他のテキスト又はグラフィック属性を選択し、かつ、さらなる調節を実行するため、本明細書中で検討された特徴の一部を有効化することが可能である。ユーザインターフェイスは、ユーザが、カスタム列レイアウトを定義するため、主コンテンツ領域内で列の位置決め、サイジング、フィルタリング、グループ分け、及び、積み重ねのうちの少なくとも一部をカスタマイズすることをさらに可能にさせ得る。前述されているように、ユーザは、クイック・アクセス・ツールバー240もカスタマイズすることが可能である。ユーザは、その後、定義された環境設定を保存し、要望に応じて、保存された環境設定を復元してもよい。一部の実施形態では、ユーザインターフェイスは、ユーザが好ましいレイアウトを後で復元できるようにするため、ログアウト時又は他の事象時に環境設定を自動的に保存してもよい。
図11は、パレットペイン400の1つの可能な実施形態を図示する。この実例では、パレットペイン400は、論理図又はプロシージャを設計する際に使用される様々な要素のためのアイコン402を含む。各アイコン402は、対応する機能に関する直観的な視覚的キュー(例えば、ブーリアンの「or」に対する一般的なゲートシンボル)を含むことがあり、一部の実施形態では、テキスト識別子を含むことがある。ユーザは、任意のポインティング機器(例えば、マウス)を使用して所望のアイコン402を選択し、選択された項目をコンテンツ又は編集ペイン210のキャンバス領域にドラッグすることができる。デフォルトで、ユーザインターフェイス38は、特徴を環境設定エンジニアに表すため、パレット400の中にカスタム又はユーザ特定カテゴリを作成することができる。このようにして、環境設定エンジニアは、1つ以上のメニューを通って特徴にアクセスする必要がない。さらに、ユーザは、一般に使用される環境設定オブジェクトについての自分固有のリポジトリを作成するため、(例えば、ドラッグ・アンド・ドロップをすることにより)付加的な項目をカスタムパレットに追加することが可能である。ユーザは、要望に応じて、付加的にカテゴリの名前を付け直すことができる。
再び図3を参照すると、パン・アンド・ズーム・ペイン218は、大規模及び/又は複雑なモジュール及びレシピと連動しているとき、ユーザが対応する図をより巧くナビゲートすることを可能にすることによって、ユーザインターフェイス38の全体的な使いやすさを改善する。図12に図示されるように、ペイン410は、サイズが拡大又は縮小されることがあるオブジェクト又はオブジェクト412の集合を含むことがある。オブジェクト412は、例えば、プロセスプラント内の相互接続されたフィールド機器と、Fieldbusプロトコルを使用する制御スキームの機能ブロックと、レシピプロシージャ又はオペレーションのフェーズなどを表現してもよい。これらの実施形態の一部では、ズーム機能は、ユーザが主ペイン内に提示された所望のグラフィックスのサイズを容易に選択できるように、スライドバーであってもよい。さらに、ユーザインターフェイス38は、ユーザがズーム制御を操作するとき、主ペイン210に表示されたグラフィックスをリアルタイムで拡大又は縮小してもよい。よって、ユーザは、殆どのソフトウェア・アプリケーションにおいて一般的であるように、選択されたサイズが満足できるかどうかを調べるために、ターゲット拡大率を入力する必要がない。
図13〜図15は、ユーザと制御スタジオ・アプリケーション38Bとの間の相互作用のため最適化された式エディタウィンドウ502を有する式エディタ500を図示するが、式エディタ500の他のアプリケーションもまた可能である。式エディタ500は、編集、デバッグなどのような多数の運転モードをサポートすることができ、そして、式エディタウィンドウ502は、現在選択されているモードに応じて式エディタツールバー510を適合させることができる。一実施形態では、式エディタウィンドウ502は、いくつかの実例を挙げると、エンタープライズ・ビュー・アプリケーション及びエクスプローラ・アプリケーションをサポートするマスタ・アプリケーションから開始された単一のアプリケーションウィンドウである。構造化テキストエディタの外観及び挙動は、好ましくは、式を修正することができるすべての場所に関して同一である。図13におけるウィンドウ502は、編集モードにある式エディタ500の1つの可能な一般的なレイアウトを図示する。
図16〜図24は、様々な動作状態においてリボン300で実施されるコマンドペインの付加的な実例を図示する。具体的には、図16に図示された動作状態602は、1つの実例を挙げると、クリップボード機能が利用できないコンテキストにおける「ホーム」タブの選択に対応する。その一方で、ユーザインターフェイス38は、コンテキストがダイアグラムモードと関連付けられた様々なオペレーションを必要とした可能性がある、と決定した場合がある。
別の態様では、ユーザインターフェイスは、エンジニアがシステム環境設定の様々な態様を可視化するのを助けるために高性能機能性の形式として階層をサポートすることができる。例えば、階層は、モジュールクラス構造体とインスタンスオーバーライドとを区別するため使用されることがある。一部の実施形態では、すべてのオブジェクトは、デフォルトで、第1の表示層に追加される。換言すると、任意の表示ガジェット又は表示ガジェット内のオブジェクトは、デフォルト層を用いて定義されてもよい。デフォルト層が表示の中に存在しない場合、この層は、自動的に作成され、表示内で可視的である。少なくとも制御スタジオ・アプリケーション38Bでは、階層はユーザによる定義でもよい。実施形態では、階層は、リボン300上のビュータブを介して選択されてもよい。表示は、すべての層が可視的であるとき、単一層として出現し作用してもよい。
図28は、制御スタジオ・アプリケーション38A及びエクスプローラ・アプリケーション38Bの一方又は両方で使用されてもよいユーザインターフェイス・コントローラ800の実例を図示する。ユーザインターフェイス・コントローラ800は、それぞれナビゲーションペイン212と、コマンドペイン300と、主コンテンツペイン210とを生成し動的に調節するために、ナビゲーションペイン・コントローラ802と、コマンドペイン・コントローラ804と、主/コンテンツ編集ペイン・コントローラ806とを含むことができる。さらに、検索ペイン・コントローラ808、プレビューペイン・コントローラ810、パラメータペイン・コントローラ812、ステップ/アクション・ペイン・コントローラ814、パレットペイン・コントローラ816、及び、色ペイン・コントローラ818の各々は、制御スタジオ・アプリケーション38A及びエクスプローラ・アプリケーション38Bの一方又は両方の中にそれぞれのペインを表示するために環境設定される。
図30Aを参照すると、編集領域950は、オペレータによる同時使用のため互いに隣接して配置された編集ペイン952及び954を含み得る。各編集ペイン952及び954は、前述の主編集ペイン210に類似した機能性の範囲を有することがある。ユーザは、例えば、個々の編集ペインの中の乱雑さを低減するために、ペイン952及び954のようないくつかの編集ペインと連動するように選択することがある。ペイン952及び954の各々は、独立にドッキング、フローティング、サイジングなどが行われることがある。図30A〜図30Cの実例では、編集ペイン952及び954の各々は、それぞれのグラフィック956(バルブ)とグラフィック958(ポンプ)とを表示する。
図31A〜図31DDは、アプリケーション38A及び38Bの一方又は両方がバッチ制御で使用されるレシピの環境設定を簡略化するためにサポートすることができるパラメータを委ねること及び割り当てを図示する。知られているように、バッチ実行環境で用いられるレシピは、典型的に、プロシージャレベルと、ユニットプロシージャレベルと、オペレーションレベルと、フェーズ(又はフェーズ・クラス)レベルの4レベルのルーチンに分割される。従って、主コンテンツペイン210のような編集ペインは、あるレシピのプロシージャ、ユニットプロシージャ、オペレーション、及び、フェーズ・クラスを表形式で表示することができる。図31A〜図31Cに図示された例示的なシナリオでは、ユーザは、パラメータのリストを見るために、フェーズ・クラスPC1を選択し、クラスPC1をクリックしてもよい(図31A)。次に、ユーザは、パラメータPARAM1を選択し、マウス又はキーボードを使用してこのパラメータをオペレーションOP1へドラッグし、そして、このパラメータをオペレーションOP1の「中に」ドロップする。これに応答して、ユーザインターフェイスは、パラメータOP_PARAM1を自動的に生成する(図30B)。より具体的には、ユーザインターフェイスは、パラメータ名PARAM1に基づいて名前OP_PARAM1を生成するために事前定義された命名表現法を適用し、プロシージャPC1とオペレーションOP1との間に委ねるためのリンクを自動的に生成し、即ち、レシピを実行するバッチがパラメータPARAM1の解決をオペレーションレベルに委ねることを示す(換言すると、パラメータPARAM1は、パラメータOP_PARAM1を使用してポピュレートされる)。ユーザインターフェイスは、自動的に作成されたパラメータを表示するため画面を更新もする。
さらに、アプリケーション38A及び38Bのユーザインターフェイスは、将来のユーザアクションをより良く予測し、ユーザの過去のアクションを考慮してユーザ向けに連続的に調節するため、画面の自動モーフィングをサポートし得る。モーフィングの実例は、図32A〜図32Cに図示されている。
図33は、制御スタジオ・アプリケーション38Bの別の例示的なペインレイアウトを図示する。このレイアウトは、例えば、(図3のレイアウトと比べて)別のユーザ嗜好、又は、異なったユーザの役割に対応してもよい。一般に、ユーザは、任意の所望のレイアウト及びフィルタリング環境設定を定義し保存することができる。
Claims (8)
- プロセスプラントの環境設定及び監督を行うコンピュータシステムにおいてプロセス制御を管理する方法であって、
複数のオブジェクトの各々が前記プロセスプラント内の物理的又は論理的エンティティに対応し、各項目が前記複数のオブジェクトのそれぞれ1つに対応する選択可能な項目の組を表示するためにナビゲーションペインを生成すること、前記ナビゲーションペインを介して選択された少なくとも1つの項目を表示するためにコンテンツペインを生成すること、
各制御操作部が前記プロセスプラント内の前記複数のオブジェクトのうちの少なくとも1つで実行されるべきアクションに対応すると共に共通のアプリケーションエリアに従って論理的にグループ化された選択可能な制御操作部の組を表示するために、元来は複数のデフォルト制御操作部を表示するコマンドペインを生成することを含み、前記ナビゲーションペイン、前記コンテンツペイン、及び前記コマンドペインは、共通画面に表示され、前記プロセスプラント内の前記複数のオブジェクトを管理するため対話型ユーザインターフェイスを提供することと、
前記ナビゲーションペインを介した前記選択可能な項目の組の中の項目、及び、前記コマンドペインを介した前記選択可能な制御操作部の組の中の第1の制御操作部のうちの1つの選択を受信することと、
前記受信された選択に基づいて、前記選択が項目選択であるときに前記選択に適用可能なアクションの範囲、又は、前記選択が制御操作部選択であるときに前記選択が適用可能である項目の範囲のうちの1つに対応する動作コンテキストを決定することと、
前記選択が制御操作部選択であるときに各項目が前記選択に適用可能である範囲内に収まる選択可能な項目の一部分を前記ナビゲーションペインに表示すること、及び、
前記選択が項目選択であるときに、前記選択が項目の選択であるときに、前記選択可能な制御操作部の一部分が前記複数のデフォルト制御操作部とは異なるように、前記複数のデフォルト制御操作部の少なくとも1つを除去しかつ、前記複数のデフォルト制御操作部に含まれない少なくとも1つの制御操作部を追加することを含み、前記動作コンテキストに応じて前記ナビゲーションペイン又は前記コマンドペインのうちの1つを調節することと、
を含む方法。 - 前記複数のオブジェクトのうちの1つは、前記プロセスプラントにおいてプロセス制御論理の少なくとも一部分を実施するコントローラ、前記プロセスプラントにおいて物理的機能を実行する物理的機器、前記プロセスプラントにおける物理的機器間の入力信号及び出力信号を処理する入力/出力(I/O)カード、又は、前記プロセスプラントを管理するためにソフトウェアを実施するワークステーションのうちの1つに対応する、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のオブジェクトのうちの1つは、前記プロセスプラントにおいて動作する1台以上の機器によって実施される制御戦略、又は、前記プロセスプラントにおいて1台以上の機器が作動する領域のうちの1つに対応する、請求項2に記載の方法。
- 前記コマンドペインを生成することは、各領域が機能性又は使用の共通カテゴリの少なくとも1つに応じてグループ分けされた制御操作部の組を有する前記コマンドペインの複数の領域を表示することを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記動作コンテキストを決定することは、前記選択と制御操作部又は項目のうちの1つとの間の相関を記述する統計データを使用することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記選択に関連した情報を表示するために新しいペインを生成すること、及び、前記新しいペインを前記共通画面の範囲内に収容するために少なくとも前記コンテンツペインのサイズを調節することをさらに備える、請求項1に記載の方法。
- コンピュータ読み取り可能な媒体に命令の組として記憶され、プロセッサ上で実行可能であり、プロセスプラントの中で実施されるプロセス制御システムの環境設定を行うプロセス制御を管理するシステムであって、
複数のオブジェクトの各々が前記プロセスプラント内の物理的又は論理的エンティティに対応する複数のオブジェクトを表示し、前記複数のオブジェクトを管理するためにコマンドを受信するユーザインターフェイス・コントローラを備え、
前記ユーザインターフェイス・コントローラは、
各項目が前記複数のオブジェクトのそれぞれ1つに対応する選択可能な項目の組を表示するナビゲーションペイン・コントローラと、
前記ナビゲーションペインを介して選択された少なくとも1つの項目を表示するためにコンテンツペインと、
各制御操作部が前記プロセスプラント内の前記複数のオブジェクトのうちの少なくとも1つで実行されるべきアクションに対応すると共に共通のアプリケーションエリアに従って論理的にグループ化された選択可能な制御操作部の組を表示すると共に元来は複数のデフォルト制御操作部を表示するコマンドペイン・コントローラと、
前記ナビゲーションペイン、前記コンテンツペイン、及び前記コマンドペインは、共通のスクリーンに含まれ、
前記ユーザインターフェイス・コントローラは、(i)前記ナビゲーションペイン・コントローラを介して選択可能な項目の前記組の項目と(ii)前記コマンドペイン・コントローラを介して選択可能な制御操作部の前記組の制御操作部との1つの選択を受信するように構成され、
前記選択に基づいて、前記選択が項目選択であるときに前記選択に適用可能であるアクションの範囲、又は、前記選択が制御操作部選択であるときに前記選択が適用可能である項目の範囲のうちの1つに対応する動作コンテキストを決定するコンテキスト・コントローラと、
前記ナビゲーションペイン・コントローラが各々前記選択に適用可能な前記範囲内にある選択可能な項目の一部分を表示するようにすることを含み、前記コマンドペイン・コントローラを介して項目が選択されたとき、前記動作コンテキストに従って前記ナビゲーションペインを調節し、かつ、
前記コマンドペインが前記選択可能な制御操作部の一部分が前記複数のデフォルト制御操作部とは異なるように、前記複数のデフォルト制御操作部の少なくとも1つを除去しかつ、前記複数のデフォルト制御操作部に含まれない少なくとも1つの制御操作部を追加するようにすることを含み、前記ナビゲーションペイン・コントローラを介して項目が選択されたとき、前記動作コンテキストに従って前記コマンドペインを調節するように環境設定された動作コンテキスト・コントローラと、
を含む、システム。 - 前記ナビゲーションペインに表示されるべき前記複数のオブジェクトのうちの一部を選択するフィルタを前記ナビゲーションペインに適用するフィルタリングモジュールをさらに備える、請求項7に記載のシステム。
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