在过程控制系统中使用的具有缩放特征的图形过程变量趋势监控的制作方法_3

文档序号:9438791阅读:来源:国知局
P&ID显示按钮2826,其返回示例性导航窗格2800以示出与经由图形表示53当前正在显示的过程控制系统中的组件相关联的导航按钮。例如,如果操作员在导航到图2D所示的预览导航窗格2800之后选择(例如,鼠标点击)P&ID显示按钮2826,则导航窗格2800将返回到对应于在P&ID显示区域302中当前正在显示的加热器模块的图2C的导航窗格2800所示的视图。在一些例子中,上方横幅2802还可以包括后退按钮2828和前进按钮2830,来在操作员已经在使用导航窗格2800导航通过的不同视图之间向后和向前浏览。另外或可选地,上方横幅2802还包括先前警报按钮2832和下一警报按钮2834,来在与当前处于警报状态的至少一个过程变量相关联的页面(例如,在视口 52中的过程工厂的图形表示53)之间前后跳跃。此外,上方横幅2802可以包括警报过滤按钮2836,以重新配置导航窗格2800,来仅显示与包括处于警报状态下的至少一个过程变量的组件相关联的导航按钮,和/或过滤导航窗格2800来仅显示与高关键性警报相关联的导航按钮。另外或可选地,可以以其它方式提供单独的分类按钮来分类和/或过滤导航按钮(例如,通过字母顺序、工程顺序、严重性顺序等分类)。
[0056]现在参考图3,屏幕截图55显示了导航窗格54的详细视图,其可以进一步包括过程变量警报指示符84-98,或表明针对与显示的装备选择器图标72-82、单元选择器图标66-70以及工厂61相关联的过程变量发生的警报的不同类型的标志。例如,与“存储槽”装备选择器图标74相关联的警报指示符84是低优先级警报,其表明与过程工厂中的存储槽相关联的特定过程变量的较不紧急状态条件。因为与“存储槽”装备选择器图标74相关联的警报指示符84与较低优先级警报相关联,所以图形显示应用30可以以特定颜色、阴影、符号指示符或用于表示较低优先级警报的任意其它适当方式来显示警报指示符84。然而,如果警报指示符与较高优先级警报相关联,例如与“加热器”装备选择器图标82相关联的警报指示符90,则图形显示应用30可以以不同于较低优先级警报的颜色、阴影、符号指示符等显示警报指示符90。此外,一个选择器图标66-82可以表明用于与特定选择器图标相关联的两个或更多过程变量的较低优先级警报和较高优先级警报。例如,如图3所示,图形显示应用30显示与“加热器”装备选择器图标82相关联的一个较低优先级警报88和一个较高优先级警报90。当然,可以与警报指示符84-98—起使用任意数量的优先级警报级别。
[0057]有利地,图形显示应用30将每个过程变量警报与位于过程工厂的图形表示内的对应的图形趋势符号相关联,并可以通过警报级别优先级以及通过对应于图形趋势符号的位置的过程工厂中的层级级别或部分,聚集每个过程变量警报。例如,如图3所示,图形显示应用30聚集三个较低优先级警报84-88 (例如,与“存储槽”装备选择器图标74相关联的较低优先级警报84,与“脱盐器”装备选择器图标72相关联的较低优先级警报86,以及与“加热器”装备选择器图标82相关联的较低优先级警报88),并以“3”标记与“原油单元I”单元选择器图标66相关联的较低优先级警报指示符92,以向操作员表明与三个过程变量(以及对应的图形趋势符号)相关联的三个较低优先级警报当前在“原油单元I”单元内发生。类似地,例如,图形显示应用30可以聚集过程工厂中每个较高层级级别的较高优先级警报。例如,与和“原油单元I”单元选择器图标66相关联的装备选择器图标72、74、82中任一个相关联的仅一个较高优先级警报是与“加热器”装备选择器图标82相关联的较高优先级警报90。图形显示应用30通过用“I”标记与“原油单元I”单元选择器图标66相关联的较高优先级警报指示符94,来显示该与“加热器”装备选择器图标82相关联的一个较高优先级警报指示符90,以向操作员表明与一个过程变量相关联的仅一个较高优先级警报在“原油单元I”单元中发生。结果,操作员可以经由用于在导航窗格54中呈现的不同层级条目的聚集警报指示符,来快速识别用于特定工厂、单元、装备等的过程变量警报的数目和优先级级别。
[0058]图形显示应用30通过使用导航窗格的选择器图标以及视觉地关联图形表示的部分或区域,允许操作员快速导航到过程工厂的图形表示的部分或区域内的特定图形趋势符号。现在参考图4的屏幕截图100,例如,图形显示应用30额外地可以允许操作员在P&ID中视觉地识别与导航窗格54内的表明的选择器图标相关联的特定单元、装备等。例如,响应于在导航窗格54的“加热器”装备选择器图标82附近或之上检测到操作员发起的悬停事件(例如,数据、手指触点、或任意其它用于表明选择器图标而无需确认选择的适当方式),图形显示应用30仅加亮视口 52中原油单元图形表示53中的加热器56的对应图形描绘。图形显示应用30可以额外地加亮导航窗格54中“加热器”装备选择器图标82,结合加亮加热器56的图形描绘,以进一步通过经由导航窗格54视觉传送过程工厂的层级结构中加热器的层级位置而向操作员提供上下文。
[0059]图形显示应用30可以例如利用如图4所示的加亮边框104、102,加亮装备选择器图标82以及加热器的图形描绘56,或者可选地,可以用不同于在原油单元53的图形表示中出现的其它颜色的颜色对装备选择器图标82以及图形描绘56整体加阴影,或者可以使用任意其它适当的方式来加亮装备选择器图标82以及加热器的图形描绘56。因此,如果操作员在装备选择区域64 (即,包含于或位于过程工厂的“原油单元I ”区域下的层级级别中的装备)中的另一装备选择器图标附近或之上执行悬停事件,图形显示应用30加亮视口 52内的原油单元53的图形表示中对应的图形描绘。以这种方式,操作员可以快速识别图形表示内的特定图形趋势符号的位置(或者包括特定图形趋势符号的装备),同时经由在导航窗格上的各种选择器图标上悬停而维护相对于全部过程工厂的上下文。
[0060]此外,响应于确定特定图形趋势符号的位置,操作员可能期望看到在图形表示中特定图形趋势符号的位置或区域的更详细视图。可选地,操作员可以确认选择与期望区域相关联的选择图标,以复位或改变在视口中显示的过程工厂的图形表示的部分的细节级别(例如,放大、缩小等)。例如,当经由单元选择器图标66-70或装备选择器图标72-82中的一个的命令或控制输入、点击、敲击手势等接收到确认选择时,图形显示应用30可以显示与所选的选择器图标相关联的过程工厂61的图形表示的不同部分。例如,响应于确认选择“加热器”装备选择器图标82,图形显示应用30可以显示加热器112的图形表示,如图5所示,其与所选的“加热器”装备选择器图标82相关联。继续参考图5,屏幕截图110包括与在视口 52、导航窗格54、过程变量摘要窗格130以及具有历史图150的过程变量扩展窗格中显示的确认选择“加热器”装备选择器图标82相关联的加热器112的图形表示。在该例子中,图5的加热器112的该图形表示是原油单元53的图形表示的子集,并且额外地提供比在原油单元的图形表示中所提供的更详细的加热器的信息。
[0061]重要的是,操作员可以经由过程工厂的图形表示的一部分中的每个对应的显示图形趋势符号,来有效监控每个过程变量的当前趋势和值。此外,图形显示应用30显示在过程工厂的图形表示中的空间现实位置中的每个图形趋势符号,从而操作员可以快速识别与关于整个过程工厂的特定过程变量相关联的现场设备的位置。例如,加热器112的图形表示可以包括到加热器56的入口 57、59、63以及从其的出口 65、阀114、加热器56附近的装备(例如,脱盐器60)、过程变量数据116、以及图形趋势符号118-122的更详细的视图。每个图形趋势符号118-122可以对应于在过程控制系统中受监控的过程变量,并视觉呈现关于过程变量的实时信息。此外,除了在加热器112的图形描绘中显示的图形趋势符号118-122夕卜,例如,图形显示应用30还可以在摘要窗格130中显示对应的图形趋势符号128-132的摘要视图、在详细窗格(下文描述)中的对应图形趋势符号的详细视图,和/或在扩展窗格150中的对应图形趋势符号151-152的扩展视图,包括例如历史图形。
[0062]现在参考图6,示例性图形趋势符号160图形化地封装与过程变量相关的过程控制信息,并向操作员视觉传达该图形编码的信息。例如,图形趋势符号160可以呈现与现场设备相关联的过程变量的压力、温度等,并可以包括各种图形元素162-170,其每一个表示过程变量的不同属性以及表明过程变量的正常或意图值的期望值172(例如,设定点、目标点等)。例如,图形元素162-170可以包括表示过程变量的趋势的图形趋势元素166-170以及表示过程变量的当前值的图形值元素162、164。这些过程变量属性可以包括例如过程变量距离期望值(例如,设定点值)的幅度、过程变量相对于期望值的位置,过程变量的改变方向、过程变量的变化率、过程变量的变化期望度,等等。
[0063]在从数据库12取回或接收用于特定过程变量的当前和历史的过程变量值以生成过程变量数据和过程变量趋势数据时,图形显示应用30可以实现与过程变量属性相关联的这些图形元素162-170。图形显示应用30生成过程变量数据以表明过程变量的当前值或位置,例如过程变量距离期望值的幅度、过程变量相对于期望值的位置,等等。类似的,图形显示应用30生成过程变量趋势数据以表明过程变量的当前趋势,例如过程变量的变化率、过程变量的变化方向、过程变量的变化期望度,等等。图形显示应用30可以利用过程变量当前和/或历史更新以生成和显示共同形成图形趋势符号的每个图形元素。
[0064]例如,如图6所示,图形趋势符号160包括:与过程变量距离期望值的幅度相关联的幅度图形值元素162、与过程变量相对于期望值的位置相关联的位置图形值元素164,与过程变量的变化方向相关联的变化方向图形趋势元素166,与过程变量的变化率相关联的变化率图形趋势元素168,以及与过程变量的变化期望度相关联的变化期望度图形趋势元素170。当然,在实现图形趋势符号160时可以使用任意数量或类型的过程变量属性。此夕卜,图形显示应用30可以以任意布置显示图形元素162-170的布局和期望值172。优选地,没有图形元素可以阻塞任意其它图形元素,从而可以实现并向操作员显示图形元素的任意数量的可能组合。
[0065]如图6所示,幅度图形值元素162可以被描绘为条、列、线等,并以相关方式图形化地呈现过程变量距离期望值172的幅度,从而例如较长的条的描绘表明了过程变量的当前值中较大的幅度。例如,图形显示应用30可以从数据库12取回与图形趋势符号相关联的过程变量的当前值,并基于当前原始值生成幅度图形值元素162。当然,图形显示应用30可以以任意适当方式确定或生成幅度图形趋势元素162。图形显示应用30可以利用归一化尺度生成正规化值,所述归一化尺度反映了幅度的当前原始值与现场设备物理上能够读取的过程变量的最大值或者与操作员对过程变量施加限制、极限等的最大值的比率(例如,当当前值是过程变量的最大值时,幅度图形值元素162可以反映100%比率级别)。在另一例子中,图形显示应用30可以将期望值172 (例如,设定点)固定在50%比率级别,并相对于该50%期望值172比率级别调整过程变量的当前值。作为另一例子,如果一个幅度图形值元素162的幅度值是另一幅度图形值元素162的幅度值的两倍大,则图形显示应用30可以将第一幅度图形值元素162的条描绘为第二幅度图形值元素162的条的两倍长。可选地,图形显示应用30可以显示第一幅度图形值元素162的条相对于第二幅度图形值元素162较长。
[0066]现在参考图7,在包括以行布置的过程变量属性的各个例子的过程变量属性表200中发现用于幅度图形值元素162的各种条长度的例子。第一行包括用于过程变量的三个不同幅度值的图形趋势符号160的三个不同值。如图7所示,例如,幅度图形值元素202的值表示比幅度图形值元素204、206的值相对更小的幅度值(即,更接近期望值172)。类似地,幅度图形值元素204的值表示比幅度图形值元素206的值相对更小的幅度值,但是大于幅度图形值元素202的值。幅度图形值元素206的值表示与幅度图形值元素202、204的其它两个值相比相对更远离期望值172的幅度值。如果例如幅度值大于某一阈值,则图形显示应用30可以触发过程系统中的过程变量警报,并且并入所触发的过程变量警报以确定如图3所示在过程变量警报指示符84-98中显示的计数。另外,图形显示应用30可以比较幅度值的值与两个不同的阈值,以确定较低优先级警报和较高优先级警报,例如以上结合过程变量警报指示符84-98所描述的。
[0067]返回参考图6,位置图形值元素164可以被描绘为幅度条的位置或地方,即幅度图形值元素164的幅度条是在期望值172之上、之下或之处。例如,图形显示应用30可以从数据库12取回过程变量的当前值以及与图形趋势符号相关联的期望值172,并基于与期望值172相关的当前原始值生成位置图形值元素162。当然,图形显示应用30可以以任意适当的方式确定或生成位置图形趋势元素164。在图6的图形趋势符号160中,位置图形值元素164的值显示在期望值172之上,表明当前过程变量值在期望值172之上。如在图7的表200的第二行所示的例子,图形显示应用30可以位于和显示位置图形值元素208的值在期望值172之上,以表明当实现图形趋势符号160时当前过程变量值在期望值172之上。可选地,图形显示应用30可以定位并显示位置图形值元素210的值在期望值172之下,以表明当前过程变量值在期望值172之下。另外,当当前过程变量值与期望值172相同或基本接近期望值172时,图形显示应用30可以仅显示期望值172。
[0068]返回参考图6,例如,可以将变化方向图形趋势元素166描绘为指向过程变量的变化方向的两个侧面三角形。当然,图形显示应用30可以利用任意其它形状、箭头、重复动画、图形表示,或任意其它适当的表示过程变量变化率的方式,来创建改变方向图形趋势元素166。例如,图形显示应用30可以从数据库12取回与图形趋势符号相关联的过程变量的当前值和一个或多个历史值,并基于当前原始值和至少一个历史原始值之间的差生成改变方向图形值元素166。自然,图形显示应用30可以以任何适当方式确定或生成改变方向图形趋势元素166。改变方向图形趋势元素166可以表明多个改变方向种类中的一个,其中每个改变方向种类与改变方向值相关联,改变方向值可以包括朝向期望值172的方向、远离期望值172的方向、或者相对于期望值172没有运动。作为例子,图6的改变方向图形趋势元素166表明过程变量远离期望值172移动,因为过程变量幅度在过程变量位置高于期望值172的同时增加。参考图7,在表200的第三行,包括经由不同改变方向图形趋势元素214-218的该改变方向属性的若干例子。例如,改变方向图形趋势元素214的值表明过程变量的改变方向是远离期望值172 (因此变得更糟),因为过程变量增加且过程变量的位置高于期望值172。可选地,改变方向图形趋势元素218的值表明过程变量的改变方向是朝向期望值172(因而变得更好),因为过程变量在减少且过程变量的位置高于期望值172。额外例子包括改变方向图形趋势元素216的值,其表明过程变量的改变方向是固定的,而不管过程变量的位置是高于还是低于期望值172 (因而没有变得更好或更糟)。
[0069]返回参考图6,变化率图形趋势元素168例如可以被描绘为从图形趋势符号160突出的两个标记。当然,图形显示应用30可以利用任意其它形状、箭头、重复或闪烁动画、图形表示,或任意其它适当的表示过程变量值变化率的方式,来创建变化率图形趋势元素168。例如,图形显示应用30可以从数据库12取回与图形趋势符号相关联的过程变量的当前值和一个或多个历史值,并基于当前原始值和至少一个历史原始值之间的差以及时间推移,生成变化率图形值元素168。当然,图形显示应用30可以以任何适当方式确定或生成变化率图形趋势元素168。变化率图形趋势元素168可以表明多个变化率种类中的一个,其中每个变化率种类与具体变化率值或变化率值范围相关联。作为例子,图6的变化率图形趋势元素168表明由于两个突出的标记,过程变量相对快速地改变。现在参考图7,表200的第四行表示如在不同变化率图形趋势元素220-224中示出的变化率属性的值、种类等的若干例子。例如,变化率图形趋势元素220的值表明过程变量的变化率是绝对固定的或是相对于期望值172固定的。可选地,图形显示应用30可以生成改变方向图形趋势元素222的值,以表明过程变量的变化率再次是绝对慢的或是相对期望值172或其它变化率值或其它变化率趋势元素220、224的值是慢的。作为额外的例子,图形显示应用30可以实现变化率图形趋势元素224的值,以表明过程变量的变化率相对其它变化率图形趋势元素220、222的值是快的。当绝对地测量变化率的值时,经由将变化率的值与特定范围相关联或利用各种阈值来确定变化种类,变化率的值可以与特定变化率种类相关联。
[0070]返回参考图6,变化期望度图形趋势元素170可以被例如描绘为具有更粗线的粗体的图形趋势符号160的显示部分,例如改变方向图形趋势元素166和变化率图形趋势元素168的轮廓。当然,图形显示应用30可以利用任意其它形状、箭头、重复或闪烁动画、图形表示,或任意其它适当的表示过程变量的变化期望度的存在的方式,来创建变化期望度图形趋势元素170。例如,图形显示应用30可以从数据库12取回与图形趋势符号相关联的过程变量的当前值和一个或多个历史值,并基于当前原始值和至少一个历史原始值之间的差生成方向改变期望度图形值元素170。特别地,图形显示
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