用于在一个显示中对工业设施的装置数据和网络进行可视化的系统及方法

用于在一个显示中对工业设施的装置数据和网络进行可视化的系统及方法
【专利摘要】提供用于对工业设施的技术设备进行可视化的系统和方法。该系统包括设置用于接收图像操控参数的图形显示单元(5)和用户界面(1)。此外，它包括数据存储单元(6)，其设置成提供与技术设备相关的、采取描述工业设施的通信网络的装置数据和网络数据的形式的数据，其中装置数据描述网络装置(18)，其全部连接到通信网络并且属性工业设施，以及网络数据描述网络装置之间的所有通信连接(10-13)。属于该系统的还有数据处理单元(3)，其设置用于：检索所提供数据；将所有装置数据和所有网络数据变换为可显示信息，其包含所有网络装置(18)和所有通信连接(10-13)的图像表示；以及向图形显示单元(5)提供图像表示连同其它可显示信息。图形显示单元(5)设置成按照图像操控参数对图像表示和其它可显示信息进行可视化。
【专利说明】用于在一个显示中对工业设施的装置数据和网络进行可视化的系统及方法
[0001]本发明涉及用于对工业设施的技术设备进行可视化的系统和方法，其中该方法由系统来执行。该系统包括:用户界面，用于接收图像操控参数；图形显示单元，设置用于考虑图像操控参数、在至少一个图形图像中对可显示信息进行可视化；数据存储单元，设置用于提供与技术设备相关的数据；以及数据处理单元，设置用于检索所存储数据，用于将其变换为可显示信息，并且用于将可显示信息提供给图形显示器供可视化。
[0002]术语“工业设施”表示任何大规模工业生产设备，其例如可属于电力生成和传输、水脱盐和分配、工业和消费者产品的制造或者金属纸浆和纸张、矿物或者油和气体的处理的工业领域之一。下文中，简单地将“设施”用来涵盖所有这些工业生产设备。
[0003]在这种设施的整个生存周期期间，使用不同类型的计算机实现工具，其结合设施的不同生存阶段(例如设施中的技术设备的规划、安装、实现、配置、操作、维护或服务)，来单独支持相关人员。此外，在处理设施的不同技术方面、例如分布式控制系统与电力供应生产设备与监测和监控系统时，可要求独立工具。
[0004]不同工具的每个通常提供图形用户界面(GUI)，其允许设施的技术设备的可视化。GUI通常提供分别设计或配置或监测技术设备的功能性，这取决于工具的特定用途。
[0005]在过去数年间，能够观察到同一个⑶I背后的这些工具的集成的趋势，如在线可得到的 ABB Ltd 的手册“System 800xA for Power Generat1n:1ntegrated automat1nfor the power industry”(2009 年，文档 ID - 9AKK104295D3513)中所述。
[0006]在这个手册中反映的工具集成的这种趋势的当前焦点在于功能方面，即，生成相对更快的项目执行、设施数据的更易于操控和成本的降低的协同效果。
[0007]针对由集成工具所生成、修改和使用的数据的可视化，手册中提到，单窗口环境用来表示不同种类的数据。但是，从手册中清楚地知道，各工具仍然在单窗口中获得其自己的视觉表示，这意味着，对于与各工具相关的上述不同阶段和技术方面，设施的技术设备的不同部件成为可见。
[0008]本发明的目的是提出将要在不同阶段期间并且针对上述不同技术方面所使用的用于对工业设施的技术设备进行可视化的系统和方法。
[0009]这个目的通过如独立权利要求所述的系统和方法来实现。
[0010]在按照本发明的系统中，数据存储单元提供采取描述工业设施的通信网络的装置数据和网络数据的形式、与技术设备相关的数据，其中装置数据描述连接到通信网络并且属于工业设施的每一个网络装置，并且网络数据描述网络装置之间的每一个通信连接。此夕卜，数据处理单元将装置数据和网络数据变换为可显示信息，其包含网络装置的每一个以及通信连接的每一个的图像表示，以及图形显示单元对图像表示和所有其它可显示信息进行可视化。
[0011]相应地，本发明基于两个一般思路:首先，不是从功能角度、而是从网络通信的角度以图形方式表示设施的技术设备，以及其次，不仅包括那些网络装置及其相关通信连接(其按传统属于设施的上述阶段或技术方面其中之一)，而且还使设施的整个通信网络可用于同一个图形图像中的可视化。
[0012]按照本发明的方法包括由上述系统的元件所执行的所有功能步骤。
[0013]本发明人已经认识到，当今，设施中安装的几乎所有技术设备连接到至少一个数据通信总线，其中同一个设施的不同数据通信总线相互连接，并且形成设施的全局通信网络。在当今的GUI中，仅同时对技术设备的所选部件进行可视化，其中这些部件的选择按照其功能相互关系来执行。例如，设施的分布式控制系统(DCS)与同一设施中安装的电源网络的自动化系统独立地进行可视化。对于DCS，工业控制器装置的象形图可示为连接到它们控制的机器、致动器和/或生产设施的象形图，而电源网络的自动化系统可基于所谓的单线图在独立图像中示出。因此，主要希望看到DCS的信息、但也需要从自动化系统获得附加信息的用户必须在不同视图或窗口之间切换。
[0014]按照本发明，通过从网络通信的角度来看待整个设施，并且通过不再区分网络节点、即连接到设施网络的装置的技术或功能方面，来克服设施的可视化期间的这种功能分离。这个上下文中的术语“网络装置”表示按照任何方式连接到通信网络的差不多所有装置，其中设施的通信网络通常是由彼此互连的不同网络类型所组成的网络。由于本发明，设施通信网络的整个拓扑在一个图形视图中变为可见。这个图形视图可成为将要采用上述集成系统(其组合用于同一个GUI背后的设施的规划、安装和操作的不同计算机实现工具)所执行的所有活动的起始点。从这个起始点，用户可导航到当前引起他关注的设施的特定部件和装置。同时，他可向上回退，以用于获得更一般概览信息，这可帮助他更好地了解当前所进行的更广义上下文。由此克服不同工具、窗口和格式之间的切换。
[0015]在本发明的一优选实施例中，用户界面设置用于接收设施相关输入数据，数据存储单元设置用于按照设施相关输入数据或者按照从外部数据源所接收的更新信息来更新装置数据和网络数据，数据处理单元设置成当装置数据和网络数据被更新时立即自动更新图像表示，以及图形显示单元设置成当图像表示被更新时立即自动更新图像表示和其它可显示信息的可视化。
[0016]这个实施例提供优于现有技术的主要优点。当前，当要求对属于工业设施的整个技术设备的图形概览时，一般惯例是使用例如图形软件工具、例如Vis1来手工绘制这种概览。这意味着，例如在装置的数量或类型方面或者在其布置或互连方面的技术设备的变化引起相应地修正制图的相当大工作量。此外，每当请求概览的不同视图时，这个不同视图也必须手工创建。现在完全避免这种工作量，因为在屏幕所显示的网络的图形概览中自动反映技术设备以及表示的预期方式的任何变化。在该系统中，可由例如重新配置网络装置或者其通信连接、在数据存储单元所提供的计划安装中删除或添加网络装置或者经由图像操控参数请求图形网络表示的不同方式的用户，来引起变化。或者，数据存储单元中的变化可由外部数据源来引起，其中外部变化则在数据存储单元6所提供的数据中反映。外部变化例如能够源自至少一个计算机实现工程工具或者源自用于技术设备的状态的监测和监控的系统。
[0017]在本发明的另一实施例中，设施的通信网络分为部分网络，其中部分网络的至少两个采用不同物理层和/或采用不同网络通信协议来实现，和/或其中部分网络的至少一个的边界通过对应图像操控参数来限定。由于按照本发明，设施的整个通信网络在同一个屏幕中进行可视化，所以引入术语“部分网络”，以允许相对不同属性来区分网络的元件。
[0018]不同物理层的属性参照计算机组网的OSI模型，其在图13中示出。物理层是OSI模型的七层的最低层，并且它描述相应网络连接的硬件和基本传输相关方面。通过其物理层所限定的部分网络的示例是工业以太网部分网络、用于现场总线通信的RS-485串行通信部分网络以及模拟4-20 mA电流环路。
[0019]可用来对部分网络加以区分的网络通信协议的典型示例是HART、Profibus、Modbus、Profinet、Roundat1n FieIdbus、EtherCAT、IED 61850 和以太网、具体来说是工业以太网。
[0020]除了这些OSI相关区分之外，设施的图形显示通信网络中的部分网络也可通过经由用户界面对其进行选择来限定。在这个意义上，部分网络可通过图形边界来限定，其中图形边界采取所谓的图像操控参数的形式来输入到系统。
[0021 ] 按照该系统的一优选实施例，部分网络的第一个包括作为网络装置的分布式控制系统的设施控制器装置，和/或部分网络的第二个包括作为网络装置的电源系统的自动化装置，和/或部分网络的第三个包括作为网络装置、用于监测设施控制器装置和/或自动化装置的操作服务器和/或操作客户端。
[0022]通常，部分网络的第一个的已知的设施控制器装置能够是市场销售的各种DCS控制器，例如ABB的AC700F或AC800M以及可编程逻辑控制器(PLC)。可属于部分网络的第一个的其它网络装置是致动器和工业传感器或仪器。属于部分网络的第二个的电源系统的自动化装置以术语“智能电子装置(IED) ”为大家所知。部分网络的第三个可覆盖通信网络的整个操作部分，即，不仅操作服务器和客户端本身，而且还覆盖例如设施的中央控制室中可用的并且经由网络连接来连接到操作服务器和/或客户端的所有其它装置，例如打印机和终端。
[0023]部分网络的每个当然包括其它网络装置，其中其它网络装置完成与网络通信本身直接相关的功能，例如交换机、路由器、防火墙、网关和工业保护器。
[0024]通过以下结合附图所述的示例，本发明和其它实施例将变得显而易见，附图示出:图1是用于对工业设施或工业系统的技术设备进行可视化的系统，
图2是设施的通信网络的系统拓扑视图，
图3是设施的通信网络的位置视图，
图3是图3的网络的物理视图，
图5是图3的网络的简化视图，
图6是图3的网络的逻辑视图，
图7是图3的网络的设施视图(paint view),
图8是按照组织方式的图像表示的布置，
图9是按照环形方式的图像表示的布置，
图10是按照正交方式的图像表示的布置，
图11是按照树状方式的图像表示的布置，
图12是图3的网络的邻居视图，
图13是计算机组网的OSI模型，
图14是图1的网络的缩放视图，
图15是具有搜索功能性的图14的缩放视图， 图16是图1的网络的折叠视图，
图17是太阳能设施的设施视图，
图18是设施的通信网络的组合视图。
[0025]图1中，示出用于对工业设施的技术设备进行可视化的系统，其中该系统包括用户界面1，其连接到用户输入装置4。用户输入装置4能够是鼠标和/或键盘和/或耳机。用户界面I设置用于接收所谓的图像操控参数，其由用户经由用户界面4输入到系统。图像操控参数是定义按照哪一种方式在屏幕上对可显示信息进行可视化的参数。图像操控参数能够是例如预期缩放等级或者信息密度等级或者特定类型的附加信息等。下面将结合其它附图来说明图像操控参数。
[0026]图1的系统还包括:图形用户单元5，设置用于考虑图像操控参数、在至少一个图形图像中对可显示信息进行可视化；数据存储单元6，设置用于提供与工业设施的技术设备相关的数据；以及数据处理单元3，设置用于检索所提供数据，用于将其变换为可显示信息，并且用于经由图形接口 2将可显示信息提供给图形显示器5供可视化。
[0027]数据存储单元6可以是任何种类的单元，其设置用于保持准备好进一步处理的数据，即，它可包含易失性和/或非易失性数据存储器。按照本发明，数据存储单元6设置成提供采取装置数据(其描述全部连接到设施的通信网络并且属于设施的网络装置)和网络数据(其描述网络装置之间的所有通信连接)的形式、与技术设备相关的数据。数据处理单元3设置成将所有装置数据和所有网络数据变换为可显示信息，其包含所有网络装置和所有通信连接的图像表示，以及图形显示单元5设置成显示图像表示和其它可显示信息，例如指示所显示网络装置或网络连接的类型的文本。
[0028]计算机实现工程和/或操作工具7、8和9连接到数据处理单元3，并且设置成由图1的系统来运行。工程和/或操作工具7至9可以是例如用于设计DCS的第一工具、用于对IED编程的第二工具以及用于监测和控制生产线的操作的第三工具。
[0029]图2示出可由图形显示单元5来显示时的图形图像的示例。图形图像包含设施的通信网络的系统拓扑视图，其中通信网络包括作为网络装置的三个操作客户端、六个操作服务器、采取PLC形式的两个设施控制器装置、一个传感器、两个致动器以及采取IED形式的电源系统的三个自动化装置。网络装置的图像表示在这个示例中是圆角矩形，参见例如IED 18。当然可使用任何其它图形表示，例如用于各装置类型的单独图标或者装置的照片的小位图。
[0030]图2的网络装置之间的通信连接10至13的图像表示是具有不同线型的直线，其中线型用来对不同通信硬件和/或网络协议进行可视化。另外，通过以虚线包围三个部分网络的每个，并且通过围绕该部分网络的类型包含文本信息，来使其可见。相应地，从系统拓扑视图能够看到，第一部分网络16包括PLC、致动器和传感器以及现场总线13的部分和控制器通信总线11的部分。这个第一部分网络16表示设施的过程系统。第二部分网络15包括IED以及现场总线13的小部分和电力通信总线的一部分。第二部分网络15表示设施的电源系统的自动化系统。第三部分网络14表示设施的操作方面所需的技术设备，并且包括操作服务器和操作客户端以及办公室通信总线10、控制器通信总线11和电力通信总线12的相应部分。
[0031]图2的系统拓扑视图给予用户关于完整网络拓扑的总概览，与通常已知的以太网网络或DCS工具相反。这种可视化可用作不同用户编组的入口点，其中各编组具有相对设施的阶段和技术方面的特定作用和任务，并且其中各作用要求不同种类的知识。
[0032]由于这些不同用户编组可优选如何实际呈现网络拓扑的不同方式，所以以下附图是本发明的实施例的示例，提出不同类型的视图，其能够通过对应图像操控参数来调整到用户的特定需要。
[0033]图3中，示出设施的通信网络的所谓位置视图的示例，其中所显示网络装置的每个相对于设施内部的地理位置是可见的。在本例中，控制室的网络装置示为与服务器机柜的网络装置分离，并且两者均位于与位于现场中、即位于接近设施的致动器的机柜A至D的网络装置分离。地理位置主要意味着，在视图中标识网络装置所在的大楼、线缆槽或楼层。这个示例的图像操控参数将图3的图形图像配置成不对网络连接和具有唯一网络功能性的网络装置进行可视化。换言之，由数据处理单元3提供的、网络连接和具有唯一网络功能性的网络装置的图像表示在送往图形显示单元5的屏幕的途中被抑制。
[0034]图4示出图3的相同通信网络的物理视图。在物理视图中，网络装置之间的物理连接线经过可视化，表示布线。如能够看到，通信连接冗余地实现，对网络装置的一部分(其在这里是服务器和网络交换机)也是这样。通过使用物理视图，用户可检验设施中的网络冗余协议的实现的状态，如例如RSTP、(快速扫描树协议)、PRP (并行冗余协议)和MRP (介质冗余协议)。除了这里所示的信息之外，在网络装置的图像表示明确表明线缆连接到哪一个数据端口以及包含例如与网络协议和IP地址有关的文本信息的意义上，能够使可视化更为复杂。
[0035]图5中，能够看到图3和图4的通信网络的所谓简化视图，示出哪些通信路径在网络装置之间一般是可用的，即，哪些网络装置因其之间的可用通信链路而在理论上可相互通信。
[0036]与此相对照，如图6所示的逻辑视图对如当前在网络装置之间所实现的逻辑连接进行可视化。当比较图5和图6时，变得很清楚，并非所有服务器均与所有PLC交换信息，以及并非所有PLC均相互通信，即使它们可设置成这样做，因为它们全部连接到公共通信总线。换言之，逻辑视图表示网络装置之间的对等连接。
[0037]图7中，示出所谓的设施视图，其是位置视图与上述其它视图的至少一个的组合。在设施视图中，设计内部的网络装置的地理位置以及下列之一是可见的:分别在网络装置之间的物理连接线或者所实现逻辑连接或者可用通信路径。相应地，地理和网络拓扑信息均包含在同一个图形图像中。
[0038]从这种设施视图开始，对工业设施的自动化的领域提出用于可视化的全新概念，其中下列项可在同一屏幕并且同时示出:
1.自动化系统的系统拓扑，
2.设施的物理细节，以及
3.过程信息或过程值。
[0039]视觉信息的这个特定组合当前没有由自动化控制工具来使用，并且它提供同时使上述图形信息可用而无需不同窗口或工具之间的任何切换的优点。
[0040]在图17中能够看到设施视图的更详细示例，其中太阳能设施示为具有其分为不同扇区的太阳能场并且具有右上角的电力生成部分。太阳能场的扇区在图像中按照其地理位置来命名和放置:北(NO)、南(SO)和东南(SE)。在太阳能场中，每个PLC通过小黑点来图形表示，以及网络交换机通过较大黑点来表示。PLC与网络交换机之间以及与电力生成设备的通信连接示为可变颜色的实线，这取决于通信总线的类型。
[0041]从这个设施视图开始，用户可放大并且导航到太阳能设施的一部分的更详细视图，其与本发明结合称作设施的通信网络的部分网络，其中太阳能场中或者电力生成部件中的所选装置的更详细信息、具体来说是过程值可成为可见。
[0042]以图形表示网络拓扑的节点、即网络装置相互之间在屏幕上设置的方式能够由用户选择对应图像操控参数来选择。图8至11分别示出组织、环形、正交和树状方式的示例。
[0043]在希望看到上述系统拓扑视图或设施视图的细节时，可为用户呈现如何呈现详细信息的不同可能性。图12中，示出图3至7的网络的所谓邻居视图，其中所选网络装置、在这里为网络交换机17及其直接相邻网络装置和对应通信连接在增加的缩放级来可视化，并且其中通信网络的图像表示的其余部分在降低的缩放级来示出。图12的网络装置按照环形方式设置，其中网络交换机17形成圆的中心点。直接邻居、即两个服务器和两个PLC设置在最接近网络交换机17的第一最内圆上。分开一个又一网络装置、在这个示例中仅一个另一网络交换机的其它邻居设置在围绕第一圆的第二圆上，并且与中心网络交换机17及其直接邻居相比在降低的缩放级来示出。所有其它网络装置的缩放级在这里设置为零。
[0044]图14示出图1的通信网络的缩放视图，其中在缩放视图中，通信网络的所选部分网络在增加的缩放级是可见的，并且其中通信网络的图像表示的其余部分在降低的缩放级是可见的，其中包括所选部分网络的标记。在图14的示例中，整个网络在所谓的小地图中示出，即，不仅图像表示的其余部分在降低的缩放级来示出，而且也示出放大的部分网络，使得整个通信网络的概览在框架内部在降低的缩放级来示出。框架或小地图能够看到在图14的右下侧。在小地图中，放大的部分网络由圆来标记。在这里也示出采取小箭头形式的鼠标指针，指示用户通过经由用户输入装置4将圆放置在小地图内部来选择了部分网络。所选部分网络连同通信网络的周围部件在增加的缩放级来示出。用于对在增加的缩放级的所选部分网络连同在降低的缩放级的其余通信网络进行可视化的相似方式是虚拟放大镜。放大镜经由输入装置4在图形显示单元5的屏幕上是活动的，以及在增加的缩放级看到其下面的一切。
[0045]除了将鼠标用于选择将要在增加的缩放级所显示的通信网络的特定部分之外，也可使用键盘或耳机。例如，如图15所示，可提供搜索引擎，其与数据存储单元6进行交互，以允许寻找附于图像表示的文本字符串。这类文本字符串例如可能是网络装置或通信连接的名称或类型。图15中，将文本字符串输入搜索对话窗口中。匹配该文本字符串的所有命中在小地图中均突出显示。另外，通信网络的其余部分可能按照折叠方式来示出(若用户经由图像操控参数这样请求的话)。
[0046]折叠视图的一个示例在图16中示出。在左手侧，能够在其扩大视图中看到图1的通信网络，以及在右手侧，两个所选部分网络以由对应图形符号所表示并且附于通信网络的其余部分的图像表示的折叠形式可见。图形符号在这里是具附有加号的点。两个所选和折叠部分网络是属于网络分级结构的最低末端的那些部分:一侧的两个致动器、一个传感器和一个IED以及另一侧的两个IED。当然，两个折叠部分网络能够在用户的特定请求时或者根据通信网络的视图的当前类型再次扩大。
[0047]示出所选部分网络的更多细节的可能方式的其它示例是所谓细节视图，其中通信网络在具有所选的恒定信息密度等级的可变缩放级来示出。换言之，用户越进一步缩放通信网络，则使越多附加信息对保留在屏幕上的网络装置和通信连接的每个是可见的。这例如能够与平移和缩放功能性相结合。预期恒定信息密度等级可由用户作为图像操控参数来选择。
[0048]所选部分网络的放大或详细视图的更进一步示例是所谓的卷绕视图(wrappedview)，其中通信网络卷绕在三维卵形形状上，从而产生位于在与位于更接近形状边界的图像表示相比的增加缩放级所示的形状的可见部分的中心的二维图像表示。
[0049]根据用户的特定需要，通信网络的上述各种视图以及以图形方式设置网络装置的不同方式能够在组合视图中应用于其部分网络的一个以上。图18中能够看到这种组合视图的示例，其中简化视图应用于上部分网络，具有网络装置的组织布置的逻辑视图应用于示为在左下的部分网络，以及具有网络装置的组织布置的物理视图应用于右下的部分网络。在图18的示例中，数据处理单元3设置成生成作为可显示信息的部分的网络装置的分级列表，列表中，那些网络装置的至少一个以图形方式突出显示，其同时在图像表示中以增加的缩放级可见。分级列表在图18中的通信网络的图形表示的左边示出。突出显示的网络装置是控制器，其图形表示及其名称分别在通信网络的图形视图和分级列表中由实线矩形包围。建议经过通信网络的视觉导航经由分级列表和图像表示均是可能的，即，一旦在图形视图或分级列表中选择对象，则它在两个视图中均自动突出显示。
[0050]在本发明的另一实施例中，数据处理单元3设置成对部分网络的至少一个或者对整个通信网络生成上述视图的至少一个，从而按照计算机组网的OSI模型的所选层示出相应网络的通信连接的拓扑和配置。换言之，数据处理单元3设置成导航通过数据存储单元6所提供的通信网络的OSI层，并且创建视图，其中与OSIC层的所选一个对应的特定信息成为可见。
[0051]对于所有所述视图，常见的是，数据处理单元3设置成生成作为可显示信息的部分的可显示文本，其指定网络装置和/或通信连接中的至少一个的至少一个参数。可显示文本例如可指示当前显示的OSI层或者网络通信协议的类型、网络冗余协议的类型、IP地址、端口配置、装置名称或者通信连接的网络装置的状态信息。状态信息例如可能是网络装置的告警或者特定过程值。此外，状态信息可能涉及将要在网络装置之间传递或者在不同网络装置中呈现的数据的状态。具体来说，这种数据可能是将要从工程服务器下载到控制器装置的数据，其中两种装置均连接到通信网络。例如，状态信息可能指示上一次下载的数据的版本，或者它可能指示控制器装置中的数据相对于工程服务器中的对应数据的一致性。
[0052]为了为用户提供更多视觉信息，数据处理单元3可设置成生成与其它通信连接的图像表示相比采取突出显示形式的通信连接的至少一个图像表示，即，通信总线例如可通过其线条颜色或者线宽来区分。
[0053]如以上所述，用户可选择和/或配置各种图像操控参数，以便按照其特定需要来定制通信网络的视觉表示。因此，用户界面设置用于接收限定下列至少一个的图像操控参数
?网络或部分网络各自的视图的类型， ?设置图像表示的方式，
?所选网络装置，
?所选部分网络，
?缩放级，
?可显示文本的类型，和 ?恒定信息密度等级。
[0054]在所有上述示例中，仅对设施的一个通信网络进行可视化。但是，在同一个设施中，可存在独立技术生产设备，例如两个独立电力生成单元，以及这些技术生产设备的每个配备有单独通信网络。相应地，在工程和操作的工具中，操控两个独立网络拓扑的数据。在这种情况下，用户界面11、图形显示单元5、数据存储单元6和数据处理单元3设置成对工业设施的通信网络的至少两个进行可视化。由于同一个设施的若干通信网络的同时可视化，操控得到简化，因为避免了不同项目和/或不同图形窗口之间的切换。
【权利要求】
1.一种用于对工业设施的技术设备进行可视化的系统，包括 ?设置用于接收图像操控参数的用户界面(1)， ?设置用于考虑所述图像操控参数、在至少一个图形图像中对可显示信息进行可视化的图形显示单元(5)， ?设置用于提供与所述技术设备相关的数据的数据存储单元(6)， ?设置用于检索所述所提供数据、用于将其变换为所述可显示信息并且用于将所述可显示信息提供给所述图形显示器(5)供可视化的数据处理单元(3)， 所述系统的特征在于， ?所述数据存储单元(6)设置成提供采取描述所述工业设施的通信网络的装置数据和网络数据的形式、与所述技术设备相关的所述数据， 〇其中所述装置数据描述网络装置(18)，其全部连接到所述通信网络并且属于所述工业设施，以及 〇所述网络数据描述所述网络装置之间的所有所述通信连接(10-13)， ?所述数据处理单元(3)设置成将所有所述装置数据和所有所述网络数据变换为可显示信息，其包含所有所述网络装置(18)和所有所述通信连接(10-13)的图像表示，并且?所述图形显示单元(5)设置成按照所述图像操控参数来对所述图像表示和其它可显示信息进行可视化。
2.如权利要求1所述的系统，其中， ?所述用户界面(I)设置用于接收设施相关输入数据， ?所述数据存储单元(6)设置用于按照所述设施相关输入数据或者按照从外部数据源所接收的更新信息来更新所述装置数据和网络数据， ?所述数据处理单元(3)设置成当所述装置数据和网络数据被更新时立即自动更新所述图像表示，并且 ?所述图形显示单元(5)设置成当所述图像表示被更新时立即自动更新所述图像表示和其它可显示信息的可视化。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述数据存储单元(6)设置成按照分别所指定部分网络(14-16)来提供所述装置数据和网络数据，其中部分网络通过其物理层和/或通过其网络通信协议和/或通过用户界面接收的作为对应边界参数的以图形方式选择的边界来限定，以及所述数据处理单元(3)设置成取决于所述图像操控参数来生成没有或具有对所述部分网络的指定的图形表示的所述图像表示。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述部分网络的第一个(16)包括作为网络装置的分布式控制系统的设施控制器装置，和/或所述部分网络的第二个(15)包括作为网络装置的电源系统的自动化装置，和/或所述部分网络的第三个(14)包括作为网络装置的用于监测设施控制器装置和/或自动化装置的操作服务器和/或操作客户端。
5.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成生成位置视图、物理视图、逻辑视图、简化视图和设施视图中的至少一个，其中相应视图按照使得下列项分别成为可见的方式来包含所述图像表示: ?所述设施内部的所述网络装置的相应地理位置，或者 ?所述网络装置之间的物理连接线，或者 ?所述网络装置之间的所实现逻辑连接，或者 ?所述网络装置之间的可用通信路径，或者 ?所述设施内部的所述网络装置的设施地理位置和所述网络装置之间的所述物理连接线或者所实现逻辑连接或者可用通信路径之一。
6.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成生成缩放视图、邻居视图、细节视图、折叠视图和卷绕视图中的至少一个，其中所述相应视图按照使得下列项分别成为可见的方式来包含所述图像表示: ?处于增加的缩放级的所选部分网络连同处于包括所述所选部分网络的标记的降低的缩放级的所述通信网络的所述图像表示的其余部分，或者 ?处于增加的缩放级的所选网络装置及其直接相邻装置和对应通信连接以及处于降低的缩放级的所述通信网络的所述图像表示的其余部分，或者 ?处于具有所选恒定信息密度等级的可变缩放级的所述通信网络，或者?采取由对应图形符号所表示并且附于所述通信网络的其余部分的所述图像表示的折叠形式的至少一个所选部分网络，或者 ?卷绕在三维卵形形状上、从而产生位于处于与位于更接近所述形状的边界的所述图像表示相比的增加的缩放级所示的所述形状的可见部分的中心的二维图像表示的所述通信网络。
7.如权利要求3或4与5或6所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成对所述部分网络的至少两个的每个生成至少两个不同视图之一。
8.如权利要求5至7中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成对所述部分网络的至少一个或者对整个通信网络生成所述视图的至少一个，从而按照计算机组网的OSI模型的所选层示出所述相应网络的所述通信连接的拓扑和配置。
9.如权利要求5至8中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成按照使得所述网络装置和通信连接的所述图形表示按照正交、组织、树状或环形方式来设置的方式来生成所述视图的至少一个。
10.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成生成作为所述可显示信息的部分的可显示文本和/或可显示图标，其指定所述网络装置和/或通信连接中的至少一个的至少一个参数。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述可显示文本和/或所述可显示图标指定要在至少两个网络装置之间传递或者存在于至少两个网络装置中的数据的状态。
12.如权利要求5至11中的任一项所述的系统，其中，所述用户界面(I)设置用于接收图像操控参数，其限定下列中的至少一个: ?所述网络或者所述部分网络各自的视图的类型， ?设置所述图像表示的方式， ?所述所选网络装置， ?所述所选部分网络， ?所述缩放级， ?可显示文本的类型，以及 ?恒定信息密度等级。
13.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成生成作为所述可显示信息的部分的所述网络装置的分级列表，在所述列表中，那些网络装置的至少一个以图形方式突出显示，其同时在所述图像表示中以增加的缩放级是可见的。
14.如权利要求12和13所述的系统，其中，所述用户界面(I)、所述数据处理单元(3)和所述图形显示单元(5)设置成允许经由所述分级列表和所述图像表示的经过所述通信网络的视觉导航。
15.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据处理单元(3)设置成生成与其它通信连接的图像表示相比采取突出显示形式的通信连接的至少一个图像表示。
16.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述用户界面(I)、所述图形显示单元(5)、所述数据存储单元(6)和所述数据处理单元(3)设置成对所述工业设施的所述通信网络的至少两个进行可视化。
17.如以上权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述数据存储单元(6)设置成与至少两个计算机实现工程和/或操作工具(7-9)来交换数据。
18.一种用于对工业设施的技术设备进行可视化的方法，包括下列步骤: ?接收图像操控参数， ?考虑所述图像操控参数，在至少一个图形图像中对可显示信息进行可视化， ?提供与所述技术设备相关的数据， ?检索所述所存储数据，用于将其变换为所述可显示信息并且用于将所述可显示信息提供给所述图形显示器供可视化， 其特征在于下列进一步的步骤: ?提供采取描述所述工业设施的通信网络的装置数据和网络数据的形式、与所述技术设备相关的所述数据， 〇其中所述装置数据描述网络装置(18)，其全部连接到所述通信网络并且属于所述工业设施，以及 〇所述网络数据描述所述网络装置之间的所有所述通信连接(10-13)， ?将所有所述装置数据和所有所述网络数据变换为可显示信息，其包含所有所述网络装置和所有所述通信连接的图像表示，并且 ?按照所述图像操控参数对所述图像表示和其它可显示信息进行可视化。
【文档编号】G05B19/042GK104246632SQ201280071244
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2012年3月8日
【发明者】古特穆特 G., 罗德里格斯卡里翁 P. 申请人:Abb技术有限公司