用于在图形显示中选择图形的方法
【专利说明】用于在图形显示中选择图形的方法
[0001]本申请是申请号为201010589029.X、发明名称为“用于在图形显示中选择图形的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明通常涉及过程工厂，尤其涉及与过程控制和仿真系统的图形显示编辑器和图形显示对象的集成和使用，从而实现在运行时在连接的组合形状中进行选择的选择器形状的创建，以在选择器形状中显示不同的信息。
【背景技术】
[0003]分布式过程控制系统，例如那些在化学、石油或其他过程中使用的，典型地包括一个或更多通过模拟的、数字的、或者模拟和数字结合的总线可通信地耦合到一个或更多现场设备的过程控制器。现场设备，可能是例如阀、阀定位器、开关和发射器(例如温度、压力、水平和流速传感器)，处于过程环境中并执行过程功能，例如开关阀门、测量过程参数等等。智能现场设备，例如适合于公知的Fieldbus协议一比如FOUNDAT1N?的Fieldbus协议一的现场设备，还可以执行控制运算、警报功能、以及其他常在控制器内实现的控制功能。同样典型地处于工厂环境中的过程控制器接收由现场设备产生的表示过程测量的信号，和/或属于现场设备的其他信息，并执行运行，例如，不同的控制模块的控制器应用程序，该控制模块基于接收到的信息进行过程控制决策，生成控制信号，以及与在现场设备中执行的控制模块或块配合，该现场设备为例如HART和Fieldbus现场设备。控制器中的控制模块在通信线上发送控制信号到现场设备从而控制过程操作。
[0004]来自现场设备和控制器的信息通常在通往典型地被置于控制室内或其他远离恶劣的工厂环境的其他地点的一个或更多其他硬件设备的数据高速公路上是可以获得的，这些设备例如操作者工作站、个人电脑、历史数据库、报告生成器、中央数据库等。这些硬件设备运行应用程序，例如可能使得操作者执行与过程有关的功能，该过程例如是改变过程控制例程的设置、修改控制器或者现场设备内的控制模块的操作，观察过程当前状态，观察由现场设备或者控制器产生的警报，为人员培训或测试过程控制软件的目的而对过程的操作进行仿真，保持和更新配置数据库等等。
[0005]举个例子，由Emerson Process Management销售的DeltaV?控制系统，包括由分布于过程工厂内不同位置的不同设备来存储和执行的多个应用程序。位于一个或多个操作者工作站内的配置应用程序允许用户创建或更改控制模块，并通过数据高速公路下载这些过程控制模块到专用的分布式控制器中。典型地，这些控制模块由可通信地互联的功能块构成，这些块是面向对象编程协议中的对象，基于输入执行控制方案内的功能，并提供输出到控制方案内的其他功能块。该配置应用程序还允许设计者创建或改变被查看应用程序使用的操作者接口，该接口被一个查看应用程序用于向操作者显示数据并使得操作者可以改变过程控制例程内的设置，例如设定点。每个专用控制器，以及在一些情况下的现场设备，存储和执行运行分配的或下载的控制模块的控制器应用程序，以实现实际的过程控制功能。可能在一个或更多操作者工作站上运行的查看应用程序通过数据高速公路从控制器应用程序接收数据，和向过程控制系统设计者、操作者或者使用用户接口的用户显示这些数据，并且还可能提供多种不同视图中的任何一种，例如操作者视图、工程师视图、技术员视图等等。历史数据库应用程序典型地被存储在历史数据库设备中并由历史数据库设备来执行，该历史数据库设备收集和存储通过数据高速公路提供的数据的一些或者全部，而配置数据库应用程序可能运行于连接到数据高速公路上的更远的计算机上以存储当前的过程控制例程的配置以及相关联的数据。可替换的，配置数据库可以与配置应用程序处于同一个工作站中。
[0006]由于在过程控制环境中使用的控制和支持应用程序的数量和类型都有所增加，提供了不同的图形显示应用程序以使得用户能够有效地配置和使用他们的应用程序。例如，图形显示应用程序已经用于支持控制配置应用程序以使得配置工程师能够图形化地创建将要下载到过程工厂内的控制设备上的控制程序。此外，图形显示应用程序已经用于使得控制操作者能够观察过程工厂的当前运行状况，或者过程工厂的区域，从而使得维护人员可以观察过程工厂中的硬件设备的状态，和实现过程工厂的仿真等等。然而，在过去，这些图形显示应用程序是被作为与其关联的具体应用程序的一部分而创建的，或者是了支持这些具体应用程序而创建的，因此局限于它们被为之创建的具体过程功能的用处。例如，使用被创建用来支持控制，或者执行维护、配置或仿真功能的其他操作者的图形程序，如果并非不可能，也是很困难的。
[0007]作为一个特别的例子，一些过程控制配置应用程序目前包括模板对象库，例如功能块模板对象和在一些情况下还包括用来为过程工厂建立控制策略的控制模块模板对象。模板对象具有默认属性、设定和与之关联的方法，使用图形配置应用程序的工程师可以选择这些模板对象并必备地能够将选中的模板对象的复制件放置到配置屏幕中以建立控制模块。在选择和放置模板对象到配置屏幕的过程中，工程师互联这些对象的输入和输出，改变它们的参数、名称、标签和其他属性，以为过程工厂中的具体用途创建具体的控制模块。在创建好一个或更多这样的控制模块之后，工程师接下来可以实例化控制模块并将其下载到合适的单个控制器或多个控制器以及现场设备中，用来在过程工厂的操作过程中运行。
[0008]其后，工程师可以使用一个不同的图形显示创建应用程序，通过在显示创建应用程序中选择和建立显示对象，来为过程工厂中的操作者、维护人员等创建一个或更多显示。这些显示典型地实现于具有从一个到更多工作站的系统上，为操作者或者维护人员提供关于控制系统或者工厂内的设备的操作状态的预先配置的显示。这些显示通常具有下列形式，接收和显示由控制器或过程工厂内的设备产生的警报的警报显示，指示控制器或者过程工厂内的其他设备的操作状态的控制显示，指示过程工厂内的设备的运行状态的维护显示等等。这些显示通常是预先配置的，以公知的方式显示从过程控制模块或过程工厂内的设备接收的信息或数据。在一些系统中，显示是由图形描述来创建的，该图形描述代表物理或逻辑元素并且可通信地关联到物理或逻辑元素以接收关于物理或逻辑元素的数据。显示屏上的图形可以响应于某些事件而变化，例如接收到用来表示罐体半满的数据，和表示流体传感器检测到的流体数据等等。然而，用于配置、操作者控制、维护和仿真活动的图形显示通常是使用不同的图形编辑器分别单独创建的。更进一步的，这些显示的有限的图形能力实现起来很难，并且不作为任何图形对象的部分。
[0009]从而，类似于控制配置应用程序，显示创建应用程序可以有模板图形显示项目，例如罐、阀门、传感器和诸如滚动条、开/关切换等操作者控制按键，其可以在任何想要的配置中被放置在屏幕上以建立操作者显示、维护显示等，等。当被放置到屏幕上时，个体的图形项目之间可以以向用户提供一些信息或者向用户显示过程工厂的内部工作的方式在屏幕上互联起来。然而，为了使图形显示动画化，显示创建人员必须通过指定图形项目和过程工厂中的相关数据源之间的通信链路，手动地将每一个图形项目与过程工厂内部的相关数据源联系起来，例如传感器测量的数据、阀门位置指示等。这一过程沉闷耗时并且容易出错O
[0010]然而控制配置应用程序内的控制模板对象和显示创建应用程序内的显示项目是很方便的，因为它们可以被复制并且被用于创建许多不同的控制模块和图形显示，经常需要为过程工厂内的不同设备创建大量相同的控制模块和图形显示。例如，许多中型到大型过程工厂具有大量的相同或类似的装备，这些装备可以用相同的基本通用控制模块和显示来控制或查看。然而，为了创建这些大量的控制模块和显示，创建了通用控制模块或显示模块，然后为应用这些模块的不同设备中的每一个都复制一份该通用控制或显示模块。当然，在复制以后，每一个新的控制或显示模块都需要在配置应用程序中手动改变以指定其所安装到的特定设备，所有的这些控制和显示模块都必须实例化并下载到过程控制系统中。
[0011]然而，为了创建这些大量的控制模块和显示，创建了通用控制模块或显示模块，然后为要应用这些模块的不同设备中的每一个都复制一份该通用控制或显示模块。在过程控制和仿真系统的系统级别上集成和使用图形显示编辑器和图形显示元素的一些技术在美国专利申请N0.10/590，574中进行了描述，标题为“GRAPHIC SHAPE WITH MULTIPLEVISUALIZAT1NS IN A PROCESS CONTROL ENVIRONMENT”，提交于 2006 年 8 月 22 日，其整体内容被结合于此作为参考。这些技术通常实现了创建和使用组合形状，或者与工厂配置、控制、维护和仿真关联的不同的活动中的组合形状。对于过程控制系统中的任何过程、仿真或任务，组合形状是可再用和可再配置的。例如，美国专利申请N0.10/590574描述了智能图形元素，其被提供用来作为一个或多个图形显示的部分或组件，这些图形显示可以在过程工厂中执行以向用户显示关于过程工厂环境的的信息，例如过程工厂中的设备的当前状态。图形元素的每一个都是可执行对象，该对象具有可以关联到例如现场设备的有关过程实体的属性或变量，并且具有多显像，当图形元素被作为图形显示的一部分运行时，多显像中的每一个可被用于在用户接口上图形化地描述关联的过程实体。图形元素显像的任意一个都可用于任意特定图形显示，相同图形显示可以在不同时间使用不同的图形元素显像。关联到图形元素的不同显像使得图形元素更加多样化，因为它们允许在使用不同的图形风格或标准的不同显示中使用相同的图形元素。这些显像还使得相同的图形元素能够在为不同类型的显示设备，例如具有大显示屏的显示设备、标准计算机屏幕和如PDA和电话的显示屏之类的非常小型的显示屏，而设计的显示中使用。
[0012]在配置时间中，这些可再用组合形状中的每一个都被进行配置，以显示来自控制策略、现场设备以及过程工厂的某些物理元件的具体数据。如上所述，这些形状可以为了不同目的而再用。例如，一个背景形状可以与几个不同的前景形状一同再使用。这些前景形状可能每一个都显示来自过程系统和工厂的不同数据。为了多种目的而使用图形显示或形状