用于控制工业系统的方法和系统的制作方法
【专利摘要】提出了一种借助于控制系统对工业系统进行控制的方法，该控制系统包括用户界面，其具有被布置为提供该工业系统中的至少一部分的状态视图的主显示装置以及使得能够与该工业系统和主显示装置进行用户交互的副显示装置。该方法包括：接收（S1）涉及该工业系统的一部分中的状态变化的示警；在副显示装置上显示（S2）与该工业系统的生成该示警的部分相关联的示警对象；以基于手势的用户输入为基础检测（S3）示警对象的选择；在主显示装置上显示（S4）示警对象；经由基于手势的用户输入接收（S5）参数的调节命令，该参数与该工业系统的生成该示警的部分相关联；基于该调节命令调节（S6）该参数；以及基于所调节的参数对生成该示警的部分进行控制（S7）。
【专利说明】用于控制工业系统的方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种工业系统，并且尤其涉及工业系统的控制。为此，提供了一种用对工业系统进行控制的方法、计算机程序产品和控制系统。
【背景技术】
[0002]工业控制系统、过程控制系统、监测控制和数据采集(SCADA)系统等具有用于向监视工业系统的操作人员显示该工业系统的图形图表的显示器。
[0003]操作人员可以借此能够识别出工业系统中的示警和趋势，并且因此采取措施以解决引起该示警或趋势的问题。
[0004]目前的工业系统控制系统具有若干缺陷，包括具有非直观并且使操作人员劳损的用户界面。
【发明内容】
[0005]本公开的总体目标是提供一种改善系统操作人员的工作环境的方法和控制系统。
[0006]本发明的另一个目标是支持直观的系统示警处置程序，由此减少处置工业系统中的示警的时间。
[0007]因此，在本公开的第一方面中，提供了一种借助于控制系统对工业系统进行控制的方法，该控制系统包括用户界面，其具有被布置为提供该工业系统的至少一部分的状态视图的主显示装置以及使得能够与该工业系统和主显示装置进行用户交互的副显示装置，其中该方法包括:
[0008]-接收涉及该工业系统的一部分的状态变化的示警；
[0009]-在该副显示装置上显示与该工业系统的生成该示警的部分相关联的示警对象；
[0010]-以基于手势的用户输入为基础检测该示警对象的选择；
[0011 ]-在主显示装置上显示示警对象；
[0012]-经由基于手势的用户输入接收参数的调节命令，该参数与该工业系统的生成该示警的部分相关联；
[0013]-基于该调节命令而调节该参数；以及
[0014]-基于所调节的参数对生成该示警的部分进行控制。
[0015]基于手势的用户交互要被理解为经由触摸屏所提供的用户输入，或者例如经由借助于3-d相机或适当计算机视觉软件所检测的身体移动的其它基于手势的用户交互。虽然也可以借助于诸如硬件鼠标或硬件键盘之类的硬件用户输入设备而利用这里提出的方法，但是基于手势的用户交互不被理解为经由硬件鼠标或硬件键盘的用户输入。
[0016]借助于主显示装置和副显示装置之间的经由基于手势的用户交互的交互，可以有利地快速地和直观地处置工业系统警报或示警。此外，基于手势的交互向用户提供更少的静态张力，由此与现有技术相比可以在很大程度上避免工作相关的损伤。
[0017]该调节的步骤可以该经由副显示装置来执行。[0018]一个实施例可以包括在副显示器上显示代表该工业系统的主对象，以及响应于接收到该示警而改变该主对象的外观。
[0019]一个实施例可以包括在副显示装置上显示层级结构中的至少一个节点，在该层级结构中该主对象形成该层级结构的根，在该层级结构中每个所显示的节点被显示为基于手势的导航的结果，其中每个节点代表该工业系统的一部分，以及与该工业系统的生成示警的部分相关的每个节点的外观不同于任何与该示警无关的节点。
[0020]借此用户可以轻易地定位工业系统的生成该示警的部分，由此可以采取措施来处置该示警，同时还提供该工业系统的特定部分的概览，例如，与对应于该工业系统的生成该示警的部分的节点相关联的所有节点。
[0021]一个实施例可以包括在该层级结构中选择对应于该工业系统的生成该示警的部分的端节点。
[0022]一个实施例可以包括响应于该控制的步骤而改变与该示警相关的任何节点的外观。由此该节点将获得正常状态外观。
[0023]副显示装置可以是具有多点触摸功能的触摸屏设备。
[0024]一个实施例可以包括借助于基于手势的用户交互而对主显示装置上的该示警对象进行放大。借此可以给用户提供代表遭受到该示警的部分的详细视图。
[0025]该放大可以经由副显示装置来提供。
[0026]一个实施例可以包括在该主显示装置上在状态视图的顶部显示至少半透明的层。
[0027]—个实施例可以包括在该至少半透明的层上显示提供关于该工业系统的与该示警相关联的部分的信息的应用。用户因此可能能够监视主显示装置上的所显示的部分，同时经由该应用而被提供以附加系统信息。
[0028]一个实施例可以包括在主显示装置上显示该参数的调节。
[0029]在本公开的第二方面中，提供了一种包括存储计算机程序的计算机可读介质的计算机程序产品，当该计算机程序被执行时执行根据第一方面的方法。
[0030]在本公开的第三方面中，提供了一种用于工业系统的控制系统，该控制系统包括:
[0031]输入装置，被布置为接收涉及该工业系统的一部分中的状态变化的示警，
[0032]主显示装置，被布置为提供该工业系统的至少一部分的状态视图，以及
[0033]副显示装置，使得能够与该工业系统和该主显示装置进行用户交互，其中主显示装置和副显示装置形成该控制系统的用户界面，其中副显示装置被布置为显示与该工业系统的生成示警的部分相关联的示警对象，
[0034]其中控制系统被布置为:
[0035]-以基于手势的用户输入为基础检测示警对象的选择；
[0036]-在该主显示装置上显示示警对象，以经由基于手势的用户输入接收参数的调节命令，该参数与该工业系统的生成该示警的部分相关联；
[0037]-基于该调节命令而调节该参数；以及
[0038]-基于所调节的参数对生成该示警的部分进行控制。
[0039]该副显示装置可以是被布置为检测基于手势的用户输入的具有多点触摸功能的触摸屏设备。[0040]以下将公开附加的特征和优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]现在将参考附图通过非限制性示例的方式对本发明及其优势进行描述，在附图中:
[0042]图1是连接至控制系统的工业系统的示意性框图。
[0043]图2是副显示装置的显示视图的示意图。
[0044]图3a_c示出了经由副显示装置的导航的示例。
[0045]图4a_b示出了副显示装置的显示视图的示例。
[0046]图5是对图1中的工业系统进行控制的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0047]在以下描述中，出于说明而非限制的目的，陈述了诸如特定技术和应用的具体细节以便提供对本公开的彻底理解。然而，对于本领域技术人员而言将会显而易见的是，本公开可以在背离这些具体细节的其它实施例中进行实践。在其它实例中，省略了对公知方法和装置的详细描述以免因不必要的细节而使说明书混淆。
[0048]图1示出了包括连接至控制系统5的工业系统3的布置I的示意图。工业系统5可以例如是诸如炼油厂、发电厂、化工厂、食品加工厂等的加工工业中的系统。
[0049]控制系统5被布置为经由连接15从工业系统3以状态数据的形式接收状态信息。控制系统5被布置为向工业系统3以控制命令数据的形式提供控制命令以对工业系统3进行控制。典型地，诸如操作人员或控制工程师的用户可以向控制系统5提供用户输入，借此控制系统5向工业系统3提供控制命令。
[0050]连接5可以允许双向数据通信。连接5可以因此从工业系统3向控制系统5提供状态数据。连接5还可以从控制系统5向工业系统提供控制命令数据。可替换地，控制系统5和工业系统3之间的通信可以经由并行数据连接来提供，每个通信方向一个数据连接。
[0051]控制系统5包括通信接口 7，其包括用于从工业系统3接收状态数据的输入装置。通信接口 7还可以包括用于向工业系统3提供控制命令数据的输出装置。
[0052]控制系统5进一步包括处理器9、主显示装置13和副显示装置11。主显示装置13和副显示装置11定义了控制系统5的用户界面。
[0053]副显示装置11和主显示装置两者都可以被布置为能够与处理器9进行通信。处理器9包括用于执行这里所公开的方法的软件。
[0054]所要注意的是，在本公开的变化中，处理器可以与主显示装置和副显示装置之一集成。可替换地，如图1所图示，处理器可以被布置为关于主显示装置和副显示装置的分离的单元。
[0055]控制系统5可以在一个实施例中基于由ABB?所提供的800XA自动化平台，其用于工业系统3和控制系统5的功能集成。
[0056]该控制系统可以包括一个或多个主显示装置13。可替换地，主显示装置13可以由若干单独的显示装置所形成，以借此提供工业系统3的分割视图。
[0057]主显示装置13可以在一个实施例中是诸如在工业过程的控制室中通常利用的那些大型主监视显示器，并且其提供可以由在该控制室中工作的若干控制工程师或操作人员同时进行监视的信息。
[0058]该控制系统正常包括多个副显示装置。为此，每个控制工程师或操作人员通常可以利用单独的副显示装置。在一个实施例中，每个副显示装置11单独使得能够与主显示装置13以及与工业系统3进行交互。因此，经由副显示装置11中的任意副显示装置11的用户交互提供了与主显示装置13和工业系统3的交互。
[0059]副显示装置11被布置为经由基于手势的用户输入而提供用户交互。其中用户交互意味着用户和副显示装置11之间的交互。因而，用户可以经由副显示装置11借助于基于手势的用户输入而与主显示装置13和工业系统3进行交互。
[0060]副显示装置11可以在一个实施例中是触摸屏设备。副显示装置11可以在一个实施例中具有使得能够同时与一个或多个手指或笔型设备进行用户交互的多点触摸功能。
[0061]可替换地，该控制系统可以包括用于检测和识别基于手势的导航的其它装置。这样的装置可以例如提供身体姿势的检测和识别，例如通过操作人员或控制工程师的脸部或手部用动作表示。该装置可以例如借助于一个或多个3-d相机以及借助于用于对所述装置所接收的输入数据进行处理和解释的适当计算机视觉软件来实现。
[0062]副显示装置11例如可以是平面屏幕显示设备，其可以水平地布置在为该副显示装置提供支撑的结构上，其中它的显示屏实质上与该支撑结构平行。可替换地，副显示装置11可以被布置使得显示屏关于支撑该副显示装置的支撑结构基本上垂直，例如竖直。
[0063]图2示出了副显示装置11的显示视图的示例。
[0064]该显示视图提供了警报或示警区域16、主显示装置视图区域17、显示视图操控区域19和结构视图区域21的视图，该主显示装置视图区域17在这里由四部分分隔视图部分M-1> M_2、M-3和M-4例不，该显不视图操控区域19在一个实施例中是多点触摸区域，以及该结构视图区域21呈现工业系统3的视图。该结构视图区域21可以被呈现为具有所显示的主对象0-1的层级结构，其中该主对象0-1代表该工业系统。
[0065]现在将更详细地描述警报或示警区域16、主显示装置视图区域17、显示视图操控区域19和结构视图区域21和它们的功能。
[0066]在步骤S2中，在以下所描述的步骤SI之后，警报或示警区域16提供警报或示警对象Al和A2的视图，每个对象均与工业系统3中相应部分中的警报或示警相关联。警报或示警可以例如由于发电厂的反应堆部分或锅炉部分中的压力或温度变化而生成。
[0067]在第一步骤SI中，从工业系统3经由连接15向副显示装置11提供警报或示警。用户可以在警报或示警区域16中选择警报或示警对象Al和/或A2，其中该选择在步骤S3中由副显示装置11检测。通过选择警报/示警对象Al、A2中的任意对象，主显示装置13可以在步骤S4中被更新以使得其显示代表工业系统3的生成该警报或示警的部分的对象。
[0068]在主显示装置视图区域17的四分视图中，用户能够选择主显示装置13中的哪一个屏幕部分要响应于在警报或示警区域16中选择警报或示警而被更新。
[0069]图4a_b示出了主显示装置视图区域17的配置的示例，如能够在图4a_b中所看到的，在部分M-3中示出了选择项24。用户可以经由基于手势的用户交互来选择当与副显示装置11进行交互时要自动更新哪一个部分M-1、M-2、M-3和M-4。在图4a和4b中的示例中，部分M-3已经因此被预先选择为例如在步骤S3中的警报或示警选择时要进行更新的默认屏幕部分。
[0070]选择项24可以被设置用于选择部分M-1、M-2、M_3和M_4中的任一个作为当用户与副显示装置11进行交互时要进行更新的默认部分。如以上所提到的，例如操作人员或控制工程师的用户可以决定主显示装置13的哪个屏幕部分或屏幕视图在例如警报或示警的情况下要被更新。因而，用户能够决定哪个屏幕部分在与副显示装置11进行用户交互时要保持不变。用户将借此能够继续监视工业系统3的当前感兴趣的那些部分。
[0071]图4b示出了在与副显示装置11进行用户交互时的屏幕部分M-3的更新。特别地，示出了例如作为用户出于示警处置的目的已经在步骤S3中选择警报或示警的结果而执行屏幕部分Μ-1、Μ-2、Μ-3和M-4的更新时的工业系统3的不同部分。
[0072]返回图2，主显示装置视图区域17示出了部分M-1、M-2、M_3和M-4，它们可以是工业系统中的用户所选择的部分。用户所选择部分的这种表示可以例如是发电厂的涡轮和冷却系统及其阀门。
[0073]显示视图操控区域19可以例如被用于放大和平移。为了放大和平移的效果，用户可以例如以捏的形式来执行手势。在由部分M-1、M-2、M-3和M-4之一所提供的当前示例中，用户可以选择在主显示装置13上表示的工业系统的一部分。显示视图操控区域19中的基于手势的用户交互向所选择的部分Μ-1、Μ-2、Μ-3和M-4中所表示的部分提供了放大、平移或滚动的效果。(多个)放大/平移效果在主显示装置13上进行显示。这样的选择可以如以上关于图4a和4b所描述的那样而获得。
[0074]结构视图区域21经由主对象0-1而提供了工业系统3的层级树形结构视图，该主对象0-1形成该层级结构的根。借助于基于手势的导航，用户可以通过该层级结构进行导航。在一个实施例中，响应于用户通过该层级结构所进行的导航，每个节点0-2A、0-2B、0-2C.0-3B或者可替换地每个层级结构等级逐渐呈现在副显示装置11上。因此，用户可以经由基于手势的交互而通过该层级结构中的具体化可视化路径进行导航。
[0075]该层级结构中的每个节点对应于工业系统3的一部分。代表根的主对象0-1可以在一个实施例中对应于最高代表等级上的工业系统。每个更低等级的节点对应于该工业系统的特定部分。诸如节点0-3B的端节点是代表该工业系统的最低等级的表示的节点。作为示例，最高等级的表示可以是核能设施，其中最低等级可以是用于该核能设施的具体发电机的冷却系统。
[0076]在一个实施例中，该层级结构中的节点的外观在从工业系统一部分的接收到警报或示警时被改变。特别地，与生成警报或示警的部分相关联的节点的外观被改变。借此，可以给用户提供视觉指引以便在工业系统中定位警报或示警，如图3a_3c所示。
[0077]在图3a_c中，还示出了警报路径如何在副显示装置11上通过该层级结构随着用户导航而逐步显现。工业系统3的生成示警的部分在该层级结构的端节点上被显现为示警对象0-3C。如图3a、3b和3c中按步骤所示出的，对于触摸屏实施例而言，用户能够跨副显示装置11的显示器来拖动其手指，其中该层级结构响应于手指沿显示屏的运动而扩展。
[0078]在一个实施例中，警报和示警区域16、主显示装置视图区域17、显示视图操控区域19和结构视图区域21中的至少一个能够有选择地进行变化以显示附加应用。在图2的示例中，应用指示符22呈现在显示视图中。通过基于手势的用户交互，例如分别由箭头A-1和A-2所指示的左手势或右手势，用户可以经过各应用进行切换并且选择可用应用中的任意应用，该可用应用中的一个应用是结构视图区域21。
[0079]在一个实施例中，对该层级结构中的一个节点的用户选择导致到一个附加应用的直接跳转，即快捷方式，这在其它情况下必须如以上所描述的经过该不同的应用进行切换。这样的例如经由对应于工业系统中的生成警报或示警的部分的端节点的快捷方式，可以例如将用户指向控制应用，该控制应用允许对与工业系统的生成警报或示警的部分相关联的参数进行调节。用户可以借此借助于与控制应用的基于手势的用户交互来对生成警报或示警的部分的参数进行调节。控制系统5可以因此在步骤S5接收参数的调节命令。该调节命令导致在步骤S6中对参数进行调节。在步骤S7，可以基于经调节的参数对生成警报或示警的部分进行控制。借此可以消除该警报或示警的原因。
[0080]在一个实施例中，用户可以经由基于手势的用户交互而选择部分M-1、M-2、M_3和M-4中的任意部分，借此在结构视图区域21中将层级结构中相对应的树结构高亮显示。因此，用户可以以简单的方式获得工业系统的哪个部分被显示在主显示装置13上的信息以及该部分如何与工业系统3的至少其它部分(即，更高等级的节点)相关的信息。
[0081]在一个实施例中，可经由副显示装置11通过根据箭头A-1或A-2的向左或向右切换而进行选择的附加应用之一是仪表板应用。当选择该仪表板应用时，其在主显示装置13上所呈现的工业系统的视图的顶部之上提供至少半透明的层。例如与工业系统的状态或者与关于工业系统的一般信息相关的以插件形式的非透明应用可以被选择以将在至少半透明的层中进行显示。用户可以借此能够对工业系统3的各部分进行监视，即对在主显示装置13上的该至少半透明的层以下可视的那些部分进行监视，同时被提供以相关工业系统的信息。借此，用户能够以快速且简单的方式获得在其它情况下将需要通过多个菜单进行调动的系统信息。
[0082]在一个实施例中，可以在主显示装置13上进行显示的插件集合可以是用户定义的。为此，每个个体用户可以定义所偏好的插件集合，该插件集合当针对具体用户选择了仪表板应用时被显示在主显示装置13上。
[0083]在一个实施例中，可经由副显示装置11通过根据箭头A-1或A-2的向左或向右切换而进行选择的附加应用之一是系统调试或系统处理启动应用。不同处理可以例如以逐步的方式而被视觉呈现，其中用户可以根据具体顺序来选择每个步骤以便能够开始处理。这明显简化了操作人员的工作，并且还提供了执行系统启动或处理启动的直观的和简单的方式。
[0084]当利用该系统调试或系统处理启动应用时，所述应用在正常情况下仅在副显示装置11上显示。为此，主显示装置13通常是专用的监视显示器。
[0085]本领域技术人员认识到，本发明并不以任何方式而被局限于以上所描述的示例。与之相反，在所附权利要求的范围内的许多修改和变化都是可能的。
【权利要求】
1.一种借助于控制系统(5)对工业系统(3)进行控制的方法，所述控制系统(5)包括用户界面，其具有被布置为提供所述工业系统(3)的至少一部分的状态视图的主显示装置(13)以及使得能够与所述工业系统(3)和所述主显示装置(13)进行用户交互的副显示装置(11)，其中所述方法包括: 接收(SI)涉及所述工业系统(3)的一部分的状态变化的示警； 在所述副显示装置(11)上显示(S2 )与所述工业系统(3 )的生成所述示警的所述部分相关联的示警对象(Al，A2 ；0-3C)； 以基于手势的用户输入为基础，检测(S3)所述示警对象(Al，A2 ；0-3C)的选择； 在所述主显示装置(13)上显示(S4)所述示警对象(Al，A2 ；0-3C)； 经由基于手势的用户输入接收(S5)参数的调节命令，所述参数与所述工业系统(3)的生成所述示警的所述部分相关联； 基于所述调节命令而调节(S5)所述参数；以及 基于所调节的参数对生成所述示警的所述部分进行控制(S6 )。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节(S5)的步骤经由所述副显示装置(11)来执行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括在所述副显示器上显示代表所述工业系统(3)的主对象(0-1)，以及响应于接收到所述示警而改变所述主对象(0-1)的外观。
4.根据权利要求3所述的方法，包括在副显示装置(11)上显示层级结构中的至少一个节点，在所述层级结构中所述主对象(0-1)形成所述层级结构的根，在所述层级结构中每个所显示的节点被显示为基于手势的导航的结果，其中每个节点代表所述工业系统(3)的一部分，以及与所述工业系统(3)的生成所述示警的所述部分相关的每个节点的外观不同于任何与所述示警无关的节点。
5.根据权利要求4所述的方法，包括在所述层级结构中选择对应于所述工业系统(3)的生成所述示警的所述部分的端节点。
6.根据权利要求4或5所述的方法，包括响应于所述控制的步骤而改变与所述示警相关的任何节点的所述外观。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中所述副显示装置(11)是具有多点触摸功能的触摸屏设备。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括借助于基于手势的用户交互而对所述主显示装置(13)上的所述示警对象(Al，A2 ；0-3C)进行放大。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述放大经由所述副显示装置(11)来提供。
10.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括在所述主显示装置上在所述状态视图的顶部显示至少半透明的层。
11.根据权利要求10所述的方法，包括在所述至少半透明的层上显示提供关于所述工业系统(3)的与所述示警相关联的所述部分的信息的应用。
12.根据前述任一项权利要求所述的方法，包括在所述主显示装置(13)上显示所述参数的调节。
13.—种包括存储计算机程序的计算机可读介质的计算机程序产品，当所述计算机程序被执行时，执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
14.一种用于工业系统(3)的控制系统(5)，所述控制系统包括: 输入装置，被布置为接收涉及所述工业系统(3)的一部分中的状态变化的示警， 主显示装置(13)，被布置为提供所述工业系统(3)的至少一部分的状态视图，以及副显示装置(11)，使得能够与所述工业系统(3)和所述主显示装置(13)进行用户交互，其中主显示装置(13)和副显示装置(11)形成所述控制系统(5)的用户界面，其中副显示装置(11)被布置为显示与所述工业系统(3)的生成所述示警的所述部分相关联的示警对象(Al，A2 ；0-3C), 其中控制系统(5)被布置为: -以基于手势的用户输入为基础检测所述示警对象的选择； -在所述主显示装置(13)上显示所述示警对象(Al，A2 ；0-3C) -经由基于手势的用户输入接收参数的调节命令，所述参数与所述工业系统(3)的生成所述示警的所述部分相关联； -基于所述调节命令而调节所述参数；以及 -基于所调节的参数对生成所述示警的所述部分进行控制。
15.根据权利要求14所述的控制系统(5)，其中所述副显示装置(11)是被布置为检测所述基于手势的用户输入 的具有多点触摸功能的触摸屏设备。
【文档编号】G05B19/409GK103492966SQ201180070252
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2011年4月19日 优先权日:2011年4月19日
【发明者】S·蒂姆斯乔 申请人:Abb研究有限公司