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_5

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点)对应于在线1110所表示的范围内的过程变量的位置或地方。因此,如图标1104所示,过程变量几乎在可能值的范围的上极限,因此以对应于高-高警报状态的图案示出。每个图标1102、1104、1106、1108中的水平虚线行是设定点指示符1114(例如,虚线),其表示相对于范围指示符1110所指示的可能值的范围的设定点。虽然图11中示出设定点指示符1114大约在范围指示器1110的中间,但是取决于设定点的值和与范围指示符1110限定的范围相关联的对应值,设定点指示符1114可以位于沿着范围指示符1110的任意位置处。以这种方式,操作员可以立即确定过程变量相对于如图8-9的设定点的相对位置(例如,之上/之下),但也视觉评估过程变量从设定点相对于线1110表示的过程变量的值的预期范围内的过程变量的极限值的相对偏差,以获得过程变量的条件的更准确的图片。
[0089]图12示出了分别对应于如图11的示例性图标1102、1104、1106、1108中所示的相同状态和对应趋势的示例性图标1202、1204、1206、1208。然而,示例性图标1202、1204、1206、1208包括过程变量指示符1210,其是箭头或指针,而不是图11的点1112,以指向过程变量相对于设定点以及过程变量的可能值的整个范围的具体位置。此外,示例性图标1202、1206包括计划状态段1212,来以视觉方式明确表明趋势的方向,以及如果趋势继续在其计划路径上而没有变化,则为过程变量的预期状态。
[0090]图13示出了分别对应于如结合图11所示的示例性图标1102、1104、1106、1108所示的相同状态和对应趋势的其它示例性图标1302、1304、1306、1308。此外,如图示例子所示,图13的图标1302、1304、1306、1308基于与图11的示例性图标1102、1104、1106、1108的相同形状。然而,在图13的示例性图标1302、1304、1306、1308中,设定点指示符1310(例如,中心线)和操作范围指示符1312(例如,矩形条)示出为在外部形状中。相对于设定点和过程变量的可能值的外部限制的过程变量的相对位置和相对偏差由用作范围条1312内的过程变量指示符1314的黑带表示。以这种方式,与图11和12的例子比较,当图标1302、1304、1306、1308在操作员显示器中被使用时,其保持固定并可以较大且具有一致的尺寸。
[0091]除了表示过程变量在可能值的全部范围内以及相对于设定点的安置外,在本文所公开的一些例子中,过程变量的值相对于一个或多个警报限制的位移或相对距离也可以被表示出(如图14-16的图示例子所示出的,将在下文更详细描述)。例如,图14示出了另一个示例性图标1400,其具有位于操作范围指示符条1404上的设定点指示符1402(例如中央条或线)。在图示的例子中,范围指示符1404的每端包括外部(更关键的)警报段1406,其对应于与高-高警报状态或低-低警报状态相关联的值的子范围。在示例性图标1400的外部警报段1406内紧接着是内部警报段1408,其对应于高警报状态或低警报状态,而范围指示符条1404的剩下部分对应于正常操作状态。在示例性图标1400中,通过可以沿着范围条1404移动的过程变量指示符线1410表示过程变量相对于设定点、警报限制以及整个操作范围(以及过程变量的当前状态)的相对位置、偏差和距离。通过箭头标记1412沿着范围1406指向的方向,来表示过程变量的趋势或方向以及因而表示过程变量的计划状态。
[0092]图15示出其它示例性图标1502、1504、1506、1508,其具有类似于图13的示例性图标1302、1304、1306、1308的范围指示符条1312的操作范围指示符条1510,除了图15的范围指示符条1510本质上较长且延伸超过识别与示例性图标1502、1504、1506、1508的每一个相关联的形状的趋势。较长的范围指示符1510提供更大的距离(在其上呈现可能的过程变量值的范围),以提供视觉表明过程变量相对于设定点、范围和/或警报限制的相对位置、偏差和/或距离的更大的精度或粒度。此外,如图示例子所示,在范围指示符条1510中包含额外警报限制指示符1512 (例如,线),以在对应于过程变量的警报限制(例如,类似于如上所述的图14的警报段1406、1408)的范围上呈现点。
[0093]图16示出了其它示例性图标1602、1604、1606、1608,其类似于图15的示例性图标1502、1504、1506、1508,除了图标1602、1604、1606、1608包括识别过程变量的实际值的文本记号1610。在其它例子中,还可以表明设定点和/或警报限制的实际值。
[0094]图17示出了一系列示例性图标1702、1704、1706,其类似于图15和16中的那些图标,对应于沿着范围指示符限定的范围的各位置处的过程变量。为简单起见,省略了图标1702、1704、1706中的不同阴影(例如,填色),但是在一些例子中,当被使用时将以如上所述的类似方式加阴影(或填色)。在四个最左边增加图标1702中,示出过程变量在设定点之上(基于过程变量指示符(例如,黑带)的位置),并且图标1702的趋势识别形状为向上指向的三角形。结果,在图示例子中,四个最左边的图标1702表示恶化的状态(例如,过程变量趋势是远离设定点)。这对于四个最右边减小图标1706是类似为真的。如图示例子所示,在定性恶化状态中与图标1702、1706相关联的趋势识别形状(例如,向上或向下指向的一般三角形形状)由粗边框1708表示,以捕获操作员的注意力和/或使得操作员能够快速识别何时过程变量恶化,并因此可能需要校正动作。在其它例子中,可以以任意其它适当的方式区别与恶化状态相关联的图标1702、1704,所述方式例如闪光、改变颜色、大小、强度、图案、方向等。
[0095]与过程变量相关联的可能对操作员有利的另一特性是过程变量变化率或变化速度。例如,如果过程变量快速接近警报限制,则操作员能够得益于该认识以知道必须快速采取动作以避免可能的问题,而如果过程变量趋势是朝向警报限制但是处于适度的速度,则操作员可以监控过程变量以确定在采取动作前是否校正过程变量。因此在图17的图示例子中,过程变量的值的变化率由速率指示符1710表示(例如,起源于趋势识别形状的线或踪迹)。在一些例子中,速率指示符1710的较大数量对应于过程变量的改变的较大速率。如图所示,当对应的过程变量处于恶化的状态时,速率指示符1710还可以显示为粗线。
[0096]虽然以上结合图6-17描述的示例性图标提供了各种视觉标记(例如,阴影、图案、颜色、形状、大小、线、指针、轮廓、方向、符号、记号、边框、闪光、加亮等)来表达对应过程变量的识别出的特性、趋势和/或条件,但是除了或代替以上所述的表达相同的特性和/或条件的内容,还可以使用其它视觉标记及其适当的方向和组成。此外,上述图标的视觉标记可以不同方式组合和/或被给予本文所描述的用于表达期望信息的不同意思,并使得突出的属性能够以直观的方式对操作员而言是明显的(需要操作员部分相对较少的精神努力和/或时间)。本文所描述的示例性图标的视觉标记的意图增加了操作员的效率,同时减小了误差的可能。另外,以过程变量的属性和/或对操作员强调的对应趋势信息的方面的形式,折中了以上结合图6-17所描述的不同图标和对应的视觉标记。因此,在任意特定过程控制系统设定中使用的具体图标可以基于正被监控和控制的特定操作的需要和/或环境和/或与特定过程控制系统相关联的操作员的偏好而变化。在一些例子中,为了进一步帮助操作员快速识别特别感兴趣和/或关心的环境和/或过程属性,在相对稀疏的布局中呈现且以引起操作员注意突出问题的方式布置(例如,水平对准、垂直对准等)图标。例如,在多个表示非减小参数的其它图标中表示单个减小参数的图标可能会弹出或吸引操作员的注意力以便于发现。下文将更详细地描述图标的一些这种示例性布置。
[0097]结合在图形表示中显示图形趋势符号,图形显示应用30可以确定实现依赖各种因素(例如,屏幕空间、处于关键状态的过程变量等)的细节的变化级别的一个或多个过程变量信息窗格。图形显示应用实现每个窗格以显示用于一个或多个过程变量的不同级别的详细信息,所述过程变量对应于在图形表示的当前显示视图中显示的图形趋势符号。现在参考图18,图形显示应用30可以显示摘要窗格130、详细窗格140以及扩展窗格150中的一个或多个,如图5的屏幕截图110的细节视图300所示,结合如上讨论的图5的加热器112的图形描绘。有利地,图形显示应用30在每个窗格130、140、150上显示相同的过程变量(对于每个窗格130、140、150,具有递增的更多细节)。例如,详细窗格140比摘要窗格130包括并显示过程变量的更多详细的过程信息。类似地,扩展窗格150比详细窗格140包括并显示过程变量的更多的详细过程信息。
[0098]继续参考图18,摘要窗格130可以包括一个或多个图形趋势符号130-134以及对应于每个图形趋势符号130-134的过程变量标题136-138。详细窗格140包括每个过程变量
141、142、144的细节视图,其中特定过程变量的每个细节视图包括图形趋势符号143、145、146的较大、较高分辨率版本,当前过程变量幅度/位置值和期望值比较图147-149,以及实际执行器或值位置153、155。扩展窗格150包括每个过程变量151、152、154的扩展视图,其中特定过程变量的每个扩展视图包括来自细节视图141、142、144和历史趋势图156-158的信息。为简单起见,与摘要窗格130、详细窗格140和扩展窗格150相关联的过程变量图和对应的过程变量属性在此可以被称作“基本图形”、“中间级别图形”和“细节图形”。例如,与过程变量141相关联的图形趋势符号143和对应的属性(例如,图147、值位置153等)将被称作中间级别图形,因为过程变量141出现在详细窗格140。
[0099]因为可能揭露或隐藏每个窗格130、140、150,所以图形显示应用30可以确定以取决于操作员的使用而显示细节的适当级别。例如,图形显示应用30可以在必要时显示所有过程变量的全部细节。然而,因为屏幕空间有限,所以图形显示应用30可能不得不提供滚动条,其不允许一次被操作员看到所有的可能信息。在这种情况下,图形显示应用30可以隐藏摘要窗格130和详细窗格140,以创建用于扩展窗格150的更多屏幕空间。可选地,图形显示应用30可以确定所有过程变量应该是可见的,并且可以收缩或隐藏一些或全部过程变量151、152、154的扩展视图或者过程变量141、142、144的一些或全部的细节视图。在另一实现方式中,图形显示应用30可以确定来在例如加热器112的图形表示中显示对于关键过程变量的所有信息或关键细节。在这种情况下,图形显示应用30可以隐藏用于较不关键过程变量或较不关键细节的视图。
[0100]在可选例子中,图18A-18D示出了示例性过程变量摘要窗格1800,其包括与过程控制系统(例如,图1的示例性过程控制系统10)的脱盐模块的三个过程变量相关联的示例性图形。图形可以对应于以上结合图18所述的图形。图18A-18D中每一个的图形包括变化级别的细节,以基于操作员的需要和/或期望提供关于过程变量的变化信息量。更具体地,图18A示出了包括示例性图形趋势符号1802、1804、1806的另一个示例性过程变量摘要窗格130。图18B示出了包括示例性图形趋势符号1902、1904、1906的示例性过程变量详细窗格140,其具有额外的过程变量属性信息。图18C示出了包括示例性图形趋势符号2002,2004,2006以及进一步的详细过程变量属性的示例性过程变量扩展窗格150。图18D示出了具有从视图隐藏的图形的折叠形式的摘要窗格1800。
[0101]如图示例子所示,基本图形1802、1804、1806,中间级别图形1902、1904、1906以及详细图形2002、2004、2006中的每一个分别包括相同的图标1808、1810、1812,其与以上结合图18描述的图标类似。另外,图18A的图示例子中的基本图形1802、1804、1806包括摘要信息,例如过程变量的名称1814或被测量的参数以及测量1816的对应单元。在一些例子中,基本图形1802、1804、1806可能限制于没有任何额外信息的图标。
[0102]作为图18的另一可选例子,图18B的中间级别图形1902、1904、1906包括在基本图形1808、1810、1812中提供的相同的摘要信息,但也添加了额外的细节。例如,图示例子的中间级别图形1902、1904、1906包括与过程变量相关联的参数代码或标签1910、对应过程变量的设定点或目标值指示符1912、对应过程变量的测量值指示符1914、如果合适的话与对应过程变量相关联的输出指示符1916(例如,控制阀的输出)、以及指示过程是处于自动还是手动控制的模式指示符1918。如图示例子所示,测量值指示符1914位于与对应图标1808、1810、1812的趋势指示符相同的级别,同时设定点值指示符1912位于与每个各自设定点指示符对应的级别,以提供过程变量的值是在设定点之上、之下还是基本与其相同的第二视觉指示。此外,测量值指示符1914被填充有与对应图标1808、1810、1812的当前状态段相同的阴影,以指示过程变量的当前状态。
[0103]作为图18的可选和类似实施方式,图18C的详细图形2002、2004、2006包括与图18B的中间级别图形1902、1904、1906中提供的相同信息,但是还添加了额外细节。例如,详细图形2002、2004、2006可以包括趋势图2008,其绘出了经过一段时间的过程变量的值。在一些例子中,趋势图2008包括计划趋势区域2010,来视觉地呈现如果过程变量继续其当前趋势的过程变量的预期路径。如图18C的示例性趋势图2008所示,包括设定点线2012和一个或多个警报线2014以视觉表明:经过图2008中所示的一段时间,相对于设定点和警报限制的过程变量的相对位置。另外,在一些例子中,趋势图2008可以识别警报状态部分2016(例如,经由不同的阴影、图案、颜色或其它视觉可区别标记),其使得与过程变量相关联的警报的定时、持续时间和状态能够随着时间被追踪或标记。
[0104]图18A-18D的示例性过程变量窗格130、140、150和1800的上方横幅1818提供与对应于摘要窗格1800的过程控制系统的工厂、区域、单元、模块或其它组件相关联的标题和/或代码1820。上方横幅1818还可以包括摘要图标1822,其提供与对应于过程变量摘要窗格1800的过程控制系统的组件相关联的过程变量相关联的摘要数据。例如,在图示的例子中,在与过程控制系统的对应组件相关联的所有过程变量中,摘要图标1822表明最糟的当前状态(例如,通过大圆的阴影或其它图形标记)和/或最糟的计划状态(例如,通过小圆的阴影或其它图形标记)。在一些例子中,上方横幅1818包括导航按钮1824,其使得操作员能够导航到与过程控制系统的特定组件相关联的专用屏(例如,经由视口 52显示的图形表示53)。在图示例子中,摘要窗格1800的上方横幅1818还包括折叠/扩展按钮1826,以折叠过程变量摘要窗格1800来调整如图18D所示的上方横幅1818,或者扩展图18D的过程变量摘要窗格1800到图18A-18B所示的任意一个扩展视图。
[0105]另外,图18的详细视图300可以包括事件历史按钮(未示出),用于向操作员提供事件(例如,警报)的更多时间上下文,并进一步增大基于趋势的监控以及过程控制系统的条件的分析。在一些实现方式中,操作员可以选择事件历史按钮来打开事件摘要表3300(在图18E中示出其一个例子),该表提供关于警报和/或在过程控制系统中监控的其它事件的额外信息。在一些例子中,事件历史表3300可以显示在图18的详细视图300中。在其它例子中,可以在弹出窗口和/或其它显示区域中生成事件历史表3300。
[0106]如图18E所示,在事件历史表3300中提供的信息基于关键改变、警报和/或过程控制系统中随着时间标记的事件,以向操作员提供态势感知和恢复,从而更好地诊断可能的问题,并理解它们如何与过程控制系统的其它方面相关。例如,事件历史表3300包括每个事件的日期和时间(例如,小时和分钟)、事件的描述、与事件相关联的单位和/或参数、以及与事件相关联的将被执行和/或已经完成的动作项。除了上述信息外,事件历史表3300还包括对应于事件的状态和/或影响的列。如图示例子所示,事件历史表3300的状态和/或影响列并入基于趋势的图形3302,其对应于如上所述贯穿操作员界面而使用的图形。以这种方式,操作员可以快速识别与贯穿操作员界面显示的图形3302相关联的过程变量的定时和关系。
[0107]现在参考图19,不例性屏幕截图400包括表不在视口 52、导航窗格54、摘要窗格130以及扩展窗格150中显示的加热器112的图。图形显示应用30可以允许操作员在P&ID和其它窗格中从视觉上识别与悬停事件或操作员的确认选择相关联的过程变量。例如,响应于在摘要窗格130中标记为“燃气温度”的过程变量的图形趋势符号138附近或之上检测到操作员发起的悬停事件,图形显示应用30可以在视口 52中的加热器112的图形表示内加亮对应的图形趋势符号120,并加亮相同过程变量的对应图形趋势符号151的扩展视图。
[0108]在图20A-20B中示出了表示用于实现图2的示例性操作员站104的示例性方法的流程图表示。在该例子中,可以使用机器可读指令来实现所述方法,所述指令包括用于由处理器执
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