基于组态的物理对象展示方法与流程

本发明实施例涉及组态技术，尤其涉及一种基于组态的物理对象展示方法。

背景技术：

“组态(Configure)”是指“配置”、“设定”、“设置”。在组态软件中，用户使用软件提供的工具和方法完成具体任务，通过类似“搭积木”的简洁方式完成任务所需的功能，而无需编写实现该软件功能的计算机程序，实现所谓的“组态”。

组态具有较广泛的应用，例如，在工程控制领域中，组态软件能够从自动化过程和装备中采集各种信息并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种手段传送到相关人员，对信息执行必要分析处理和存储并发出控制指令等等，从而实现对自动化过程和装备的监视和控制。

任一系统的组态通常分为开发模式和运行模式。在开发模式下，创建要监控的设备的数据模型，并且为要监控的设备设置并显示展示图形；然后，由用户/开发人员设置要监控的设备的变量，并且由用户/开发人员将要监控的设备的变量与展示图形的图形要素进行动画链接。在运行模式下，组态软件根据在开发模式下设置的设备、变量、展示图形及动画链接，根据采集到的设备的变量数据，图形化地显示设备的变量数据。

图1～图3示出通常对要监控的设备进行的组态操作的示例性界面。图4示出被监控的设备的运行状态的示例性界面。在系统的开发模式下，首先，如图1所示，开发人员选择要监控的设备，即仿真PLC；此后，如图2所示，开发人员设置要监控的该仿真PLC的变量，即其温度和湿度；其后，如图3中底层窗口所示，为该仿真PLC设置和显示不同展现形式的展示图形，开发人员选择各类展示图形中表示温度的图形要素，设置温度的展示形式(模拟值输出以及包括整数位数和小数位数的输出格式)，并且将表示温度的图形要素与要监控的仿真PLC的温度变量值进行关联(即动画链接)。此后，在系统的运行模式下，如图4所示，根据开发人员在开发模式下配置的信息，选择相应展现形式的显示图形，显示要监控的仿真PLC的温度和湿度的值。

在现有的组态软件中，需要开发人员手动地对每个要监控的设备逐个执行前述开发模式下的创建和设置操作。如果需要监控一百台设备，就需要执行一百次前述的创建和设置操作，操作过程繁琐、耗时、效率低。而且，每次操作只能创建一种显示图形，不方便查看被监控的设备的运行状态信息。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于，提供一种基于组态的物理对象展示方法，以快速地实现被监控物理对象的动画链接与图形化地展现信息，并且方便查看被监控物理对象的运行状态信息。

本发明的实施例提供一种基于组态的物理对象展示方法，包括：在开发模式下，将具有预定配置的物理对象类型的属性标识与相匹配的至少两个展示图形模板中的图形要件进行关联，其中，所述至少两个展示图形模板具有不同的显示比例；在运行模式下，为所述物理对象类型的被监控物理对象创建图形计算对象，其中，所述图形计算对象包括所述至少两个展示图形模板的一个展示图形模板的数据；所述图形计算对象根据包括的所述展示图形模板的数据绘制所述被监控物理对象的展示图形，其中，将关联有属性标识的图形要件渲染为与所述被监控物理对象的属性标识的属性值相应的展示效果；响应于用户对所述展示图形的显示比例的调整操作，确定调整显示比例后对应的展示图形模板，根据所述确定的展示图形模板重新为所述被监控物理对象绘制新的展示图形。

根据本发明实施例的基于组态的物理对象展示方法，通过在开发模式下将具有预定配置的物理对象类型的属性标识，与具有不同显示比例的多个相匹配的展示图形模板中的图形要件一次性进行动画链接；在运行模式下为实际被监控的物理对象根据其采集到的属性值以及一次性设置的动画链接，将关联有属性标识的图形要件渲染为与被监控物理对象的属性标识的属性值相应的展示效果，可快速地实现被监控物理对象的图形化展现，而无需为每个被监控物理对象逐个设置动画链接，使得组态操作更为简洁、便利，提高了组态的效率。而且，根据用户对展示图形进行的调整操作，切换至相应显示比例的展示图形模板来创建新的展示图形，以不同显示比例或者其他展现方式进行图形化展现，方便用户查看被监控物理对象的运行状态信息。

附图说明

图1～图3是示出通常对要监控的设备进行的组态操作的示例性界面图；

图4是示出被监控的设备的运行状态的示例性界面图；

图5是示出根据本发明实施例一的基于组态的物理对象展示方法的流程图；

图6是示出图5中步骤S510的示例性处理的流程图；

图7是示出根据本发明实施例二的基于组态的物理对象展示方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提出一种基于组态的物理对象展示方法，在系统的开发模式下，一次性地设置具有预定配置的物理对象类型的属性标识与具有不同显示比例的展示图形中的图形要件的动画链接；在系统的运行模式下，根据前述设置的动画链接以及属于该物理对象类型的被监控物理对象的属性值图形化地展现被监控物理对象的状态，从而快速地实现被监控物理对象的图形化展现；并且，通过不同显示比例的展示图形的切换，显示被监控对象的运行状态信息的不同展现形式，方便查看被监控物理对象的运行状态信息。

这里，需要指出，在任一时刻，系统可处于开发模式、运行模式，也可以并行地处于开发模式和运行模式。例如，可在系统的运行状态下，提供用于开发的界面以执行包括前述动画链接的开发设置，并且即时地在运行模式下反映执行的前述开发设置或者通过重启系统反映执行的前述开发设置。

下面结合附图详细描述本发明实施例的示例性实施例。

实施例一

图5是示出根据本发明实施例一的基于组态的物理对象展示方法的流程图。

参照图5，在步骤S502，在开发模式下，将具有预定配置的物理对象类型的属性标识与相匹配的至少两个展示图形模板中的图形要件进行关联。

这里所说的物理对象类型可以是工控系统中需要监控的设备的类型，如特定型号或配置的风力发电机组、供电设备、锅炉或者汽机等设备，物理对象类型的属性可包括需要监控的物理对象类型的运行参数、性能参数或固有属性等。例如，风力发电机组的位置、规格参数、转速、扭矩、输出功率等。其中，与展示图形模板中的图形要件关联的属性标识通常为物理对象类型的部分属性，例如运行参数、性能参数等，以便于监控实际物理对象的运行状态。

本实施例中，在系统的开发模式下设置多个(至少两个)展示图形模板，每个展示图形模板至少包括一个图形要件；而且，多个展示图形模板具有不同的显示比例，可用于确定具有不同显示比例和/或不同展现方式的展示图形，以通过不同比例的展示图形，或者通过不同的展现方式来显示物理对象的属性信息，达到方便查看物理对象的信息的目的。其中，展示图形模板的显示比例可以为图形要件的尺寸与物理对象的实际尺寸之间的比例。

在实际的应用场景中，多个展示图形模板可以根据物理对象类型以及属性标识相应地设置，方便显示物理对象的运行状态信息即可。例如，在将本实施例的基于组态的物理对象展示方法应用于对热电厂的锅炉的温度进行监控时，可以将多个展示图形模板设置为锅炉的状态模拟图、状态列表、缩略图等。

优选地，在执行该步骤时，创建与上述多个展示图形模板对应的展示图层，根据多个展示图形模板确定的不同展示图形可以展示在对应的展示图层。而且，每个展示图形模板可以具有一个或多个对应的图层，通过在对应的图层中设置显示比例，即可显示具有与展示图形模板对应的显示比例的展示图形。此外，本实施例的基于组态的物理对象展示方法在显示展示图形时，不限于采用上述基于切换图层来显示不同展示图形的方式，还可以采用其他显示展示图形的方法，例如，通过在显示页面内进行绘制、删除、重新绘制或者替换等操作来显示不同展示图形。

在实际的应用场景中，执行该步骤，可以针对常用的物理对象类型或者客户订制的物理对象类型，预先确定并导入多个相匹配的展示图形模板(如风力发电机组的三维图形、缩略图或状态列表等)，并且将该物理对象类型的属性标识(如风力发电机组的属性标签)与多个展示图形模板中的图形要件进行关联设置。例如，将风力发电机组的三维图形中的叶片与风力发电机组的转速相关联。

此外，还可通过用于进行动画链接的交互界面执行步骤S510的关联处理，从而用户/开发人员可订制执行动画链接的操作。图6示出了步骤S510的一种示例性处理流程。

参照图6，在操作S512，获取物理对象类型的至少一个属性标识和相匹配的至少两个展示图形模板。

在操作S514，显示获取的属性标识和展示图形模板，并标注获取展示图形模板中的图形要件，从而用户/开发人员可选择要关联的属性标识以及多个展示图形模板中的图形要件。

此后，在操作S516，响应于用户对显示的属性标识和标注的图形要件的关联操作，将用户操作的物理对象类型的属性标识以及获取的展示图形模板中与属性标识关联的图形要件的数据进行关联存储。

在完成前述动画链接的设置后，启动系统运行时，进入运行模式，可执行步骤S520。

在步骤S520，在运行模式下，为物理对象类型的被监控物理对象创建图形计算对象，其中，图形计算对象包括多个展示图形模板中的一个展示图形模板的数据。图形计算对象根据展示图形模板的数据绘制被监控物理对象的展示图形，其中，在绘制被监控物理对象的展示图形的处理中，将关联有属性标识的图形要件渲染为与被监控物理对象的属性标识的属性值相应的展示效果。响应于用户对展示图形的显示比例的调整操作，确定调整显示比例后对应的展示图形模板，根据确定的展示图形模板重新为被监控物理对象绘制新的展示图形。

由于在开发模式下已为前述物理对象类型设置了属性标识和图形要件之间的关联(即动画链接)，因此在系统运行的状态下，可以根据该关联将获取的物理对象类型的被监控物理对象的属性值进行图形化展示，通过展示图形来显示被监控物理对象的运行状态。具体地，为被监控物理对象创建的图形计算对象可获取被监控物理对象的属性值，并且根据已设置的动画链接信息(即被监控物理对象的属性标签和展示图形模板的图形要件之间的关联)来渲染关联有属性标识的图形要件的展示效果。

例如，对于将风力发电机组的三维图形中的叶片与风力发电机组的转速相关联的情形，图形计算对象可在绘制的风力发电机组的三维图形中叶片的部位，以文本的形式显示转速值，或者以渲染与转速值相应的动态效果。

执行该步骤时，在绘制展示图形的处理中，图形计算对象根据包括的展示图形模板确定对应的图层，并在确定的图层中绘制展示图形；在根据用户的调整操作绘制新的展示图形的处理中，由创建的新图形计算对象根据包括的展示图形模板确定新的图层，并在新的图层中绘制新的展示图形。

此外，在检测到用户的对展示图形的显示比例的调整操作，响应于该调整操作，确定调整显示比例后对应的新展示图形模板，根据该新展示图形模板为被监控物理对象创建新的图形计算对象，并通过该图形计算对象为被监控物理对象绘制新的展示图形。新的展示图形以用户所需要的显示比例或展现方式，来显示被监控物理对象的运行状态信息，可以方便用户进行查看。其中，调整操作具体可以为用户在图形展示界面中对展示图形进行的缩放操作，或者，通过点击交互项触发的设置在图形展示界面中的设定操作。

在实际应用中，可以预先设定每个展示图形模板对应的显示比例阈值范围，在检测到用户对展示图形的显示比例的调整操作时，通过判断调整后的显示比例是否在图形计算对象包括的当前展示图形模板对应的设定显示比例阈值范围内，来确定调整显示比例后对应的展示图形模板。

若调整后的显示比例在当前展示图形模板对应的设定显示比例阈值范围内，则确定当前展示图形模板为调整显示比例后对应的展示图形模板。在这种情况下，调整显示比例前后对应同一展示图形模板，绘制的新的展示图形为经过缩放后的原展示图形。

若调整后的显示比例不在当前展示图形模板对应的设定显示比例阈值范围内，则根据调整后的显示比例所述的显示比例阈值范围，确定调整显示比例后对应的展示图形模板。也即，确定调整后的显示比例所属的显示比例阈值范围对应的其他展示图形模板为调整显示比例后对应的展示图形模板。

根据确定的展示图形模板即可通过绘制经过缩放的原展示图形，或者绘制其他展现形式的展示图形，来完成对新的展示图形的绘制。

例如，用户通过可以滚动鼠标上的滚轮对展示图形进行缩放操作。在检测到用户滚动一次或多次滚轮时，可以通过在当前展示展示图形模板的显示比例基础上进行相应次数的增加(减小)，来确定调整后的显示比例对应的显示比例阈值范围，进而确定相应的展示图形模板。若确定的展示图形模板为当前展示图形模板，则通过绘制缩放的原展示图形，也即，显示经过缩放后的原展示图形。若确定的展示图形模板为其他展示图形模板，则绘制具有相应显示比例的新的展示图形，方便利用其他展现方式来绘制并展现新的展示图形，以优化被监控物理对象的展现效果。

以组态系统对厂房的监控为例进行说明，若两个展示图形模板分别为厂房的轮廓图和布局图，对应的设定显示比例阈值范围分别为100％-400％和400％-800％。若系统刚开始运行时显示显示比例为100％的轮廓图，用户对轮廓图的展示页面进行放大操作，在进行放大操作后对应的显示比例在100％-400％的范围内，则系统显示放大后的轮廓图；在进行放大操作后对应的显示比例在400％-800％的范围内，则系统显示放大后的布局图。

根据本发明实施例一的基于组态的物理对象展示方法，通过在开发模式下将具有预定配置的物理对象类型的属性标识，与具有不同显示比例的多个相匹配的展示图形模板中的图形要件一次性进行动画链接；并且在运行模式下为实际被监控的物理对象根据其采集到的属性值以及一次性设置的动画链接，将关联有属性标识的图形要件渲染为与所述被监控物理对象的属性标识的属性值相应的展示效果，可快速地实现被监控物理对象的图形化展现，而无需为每个被监控物理对象逐个设置动画链接，使得组态操作更为简洁、便利，提高了组态的效率，并且具有较优的可扩展性。而且，根据用户对展示图形进行的调整操作，切换至相应显示比例的展示图形模板来创建新的展示图形，以新的显示比例或者展现方式来显示被监控物理对象的运行状态，方便用户查看被监控物理对象的运行状态信息。

通常，在运行模式下，在用于展现被监控物理对象的显示界面上可能需要同时查看/监控多个被监控物理对象的运行状态。在这种情况下，为了直观地展示在同一工场内的多个被监控物理对象，实施例一的基于组态的物理对象展示方法可还包括：在运行模式下，将当前被监控的地理区域映射到显示界面的显示区域。相应地，步骤S520中为所述物理对象类型的被监控物理对象创建相应的图形计算对象的处理包括：为在所述当前被监控的地理区域中的被监控物理对象创建相应的图形计算对象。

此外，为了查看某个或某几个被监控物理对象的运行状态，还可为用户提供缩放、平移等功能，根据经缩放、平移等操作映射到的被监控的地理区域来确定要展示的被监控物理对象，并且动态地创建和/或删除相应的图形计算对象。通过按需进行图形计算对象的创建和/或删除，可降低加载数据和图形计算的处理，优化利用系统资源。

实施例二

图7是示出根据本发明实施例二的基于组态的物理对象展示方法的流程图。

参照图7，在步骤S710，在开发模式下，与物理对象类型相应地创建数据管理模型以及与数据管理模型关联的图形计算模型。

其中，数据管理模型包括物理对象类型的多个属性标识和属性值；图形计算模型包括物理对象类型的相匹配的至少两个展示图形模板的数据以及图形计算逻辑代码，图形计算逻辑代码用于根据数据管理模型中关联有图形要件的属性标识对应的属性值渲染被关联的图形要件的展示效果。

为了针对需要监控的特定类型的物理对象进行数据管理，并且设置其图形化展示的数据和图形计算逻辑，在开发模式下，为需要监控的物理对象类型创建数据管理模型以及与数据管理模型关联的图形计算模型。

创建的数据管理模型可与存储物理对象类型的物理对象的属性数据的数据库接口，从而能够从数据库调取相应的物理对象的属性数据。创建的图形计算模型与物理对象类型的数据管理模型关联，为其指定物理对象类型的对应的多个展示图形模板并设置图形计算逻辑代码。设置的图形计算逻辑代码可以是实现图形计算逻辑的脚本代码或任一种编程代码。在图形计算逻辑代码中，根据所述数据管理模型中关联有图形要件的属性标识对应的属性值渲染被关联的图形要件的展示效果。

通过步骤S710的处理，为特定类型或配置的物理对象统一预先创建作为实例化的物理对象的数据管理模板，和多个图形计算模板的数据管理模型以及图形计算模型，从而当需要将物理对象类型实例化，即具体设置要监控的物理对象时，可根据创建的数据管理模型以及图形计算模型为要监控的物理对象快速地创建相应的数据管理对象和图形计算对象。

此后，在步骤S720，在开发模式或运行模式下，显示用于输入一个或多个被监控物理对象的信息的交互界面，并且根据用户输入的一个或多个被监控物理对象的信息获取被监控物理对象所属的物理对象类型的信息，根据物理对象类型的数据管理模型分别创建一个或多个被监控物理对象的数据管理对象，其中，将一个或多个数据管理对象的属性标识和属性值分别初始化为各个被监控物理对象的多个属性标识和属性值。

在该步骤中，根据用户通过提供的交互界面输入的一个或多个被监控物理对象的信息来设置要实际监控的物理对象。具体地，可将被监控物理对象所属的物理对象类型的数据管理模型实例化，创建这些被监控物理对象的数据管理对象，并且将创建的数据管理对象的属性标识和属性值初始化为被监控物理对象的多个属性标识和属性值。可例如，从存储这些被监控物理对象的属性数据的数据库获取被监控物理对象的多个属性标识和属性值。

例如，开发人员可一次性设置某个风电场内要监控的数十个风力发电机组，在步骤S720，创建相应个数的风力发电机组的数据管理对象，并对这些数据管理对象进行属性的赋值。具体地，可以以每台风力发电机组的位置信息唯一地标识该风力发电机组以及为其创建的数据管理对象。

此外，在系统的开发模式和运行模式下都可设置要实际监控的物理对象。

在步骤S730，在运行模式下，根据被监控物理对象所属的物理对象类型的图形计算模型创建图形计算对象，其中，将图形计算对象与被监控物理对象的数据管理对象进行关联。

在运行状态下，需要展现被监控物理对象时，例如，用户打开设备监控的界面时，可动态地将被监控物理对象所属的物理对象类型的图形计算模型实例化，创建被监控物理对象的图形计算对象，并且通过该图形计算对象中的计算逻辑代码根据包括的展示图形模板的数据绘制所述被监控物理对象的展示图形，并且根据关联有图形要件的属性标识对应的属性值渲染被关联的图形要件的展示效果。

也就是说，仅需要在运行模式下需要展现被监控物理对象时，将图形计算模型实例化为相应的图形计算对象，而无需如在现有的组态系统中在开发模式下需要设置动画链接时也需要创建图形计算对象，提高处理效率。

此外，在用于实时监控和/或管理任何物理对象的过程中，需要持续获取被监控物理对象可能不断变化的属性值(如运行参数值)并图形化展现这些属性值相应的运行状态，因此，实施例二的基于组态的物理对象展示方法可还包括：在运行模式下，接收更新的所述被监控物理对象的属性标识和属性值，并且根据所述更新的属性标识和属性值渲染与所述属性标识关联的图形要件的展示效果。

另一方面，还可允许用户/开发人员设置和改变关联有属性标识的图形要件的渲染效果参数。例如，将展示图形中指示设备温度的温度计设置为根据温度区间改变颜色。为此，实施例二的基于组态的物理对象展示方法可还包括：在开发模式下，记录至少两个展示图形模板中的图形要件的渲染效果参数；在此基础上，在运行状态下，被监控物理对象的图形计算对象根据记录的图形要件的渲染效果参数将关联有属性标识的图形要件渲染为与数据管理对象中所述关联的属性标识的属性值相应的展示效果。

此外，如果系统处于运行状态，而用户/开发人员设置和改变关联有属性标识的图形要件的渲染效果参数，则被监控物理对象的图形计算对象可通过消息通知或消息回调机制，接收更新的展示图形模板中的图形要件的渲染效果参数，并且根据更新的图形要件的渲染效果参数渲染与属性标识关联的图形要件的展示效果。

根据前述本发明实施例二的基于组态的物理对象展示方法在实施例一的基础上，还通过在开发模式或运行模式下为用户提供用于输入一个或多个被监控物理对象的信息的交互界面，根据用户输入的一个或多个被监控物理对象的信息创建一个或多个所述被监控物理对象的数据管理对象，为用户提供设置被监控物理对象的功能。在运行模式下，为实际被监控的物理对象根据其采集到的属性值以及先前一次性设置的动画链接，将关联有属性标识的图形要件渲染为与所述被监控物理对象的属性标识的属性值相应的展示效果，可快速地实现被监控物理对象的图形化展现，而无需为每个被监控物理对象逐个设置动画链接，使得组态操作更为简洁、便利，提高了组态的效率，并且具有较优的可扩展性。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明实施例的目的。

上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的处理方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的处理的专用计算机。

以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。