[发明专利]工业自动化人机接口

说明书

技术领域

本发明涉及可编程/可配置的计算机化控制系统的领域。更具体地说，本发明涉及包括监视连续和/或离散的受控过程的状态，和/或实现对连续和/或离散的受控过程的监控的图形人机接口的应用程序。这种接口通常提供依赖于表示受控过程的状态的数据的多个屏幕。

背景技术

工业日益依赖于高度自动化的数据采集和控制系统来保证工业过程/操作有效、安全、可靠地进行，同时降低其生产总成本。在这种系统中，当传感器测量代表工业过程或操作的状态/操作的过程变量的当前值/状态时，开始数据采集。测量结果被传给编程的控制器和数据收集/管理系统。通常包括过程数据库和数据处理例程的数据收集/管理系统管理和保存测量数据。这种数据管理和保存包括进一步处理数据(例如过滤)，存储数据，将数据分发给各个客户端应用。这种客户端应用包括自动的和人工的监控过程及显示/监视用户接口。

工业过程/操作测量结果以各种各样的形式出现，并被工业过程控制系统用于控制连续和离散的制造过程的各个操作。例如，传感器/记录器产生的测量结果包括：温度、压力、pH、材料的质量/体积流量、每小时装瓶的数量、在装运线上等待的包裹的清点库存、或者工厂车间的照片。通常，复杂的自动过程管理和控制硬件/软件检查获得的过程/操作测量数据，并通过向调整至少一部分的工业过程的操作的起动器/控制器发送命令而作出反应。不过，传感器生成的数据还被提供给人机接口(HMI)应用。HMI应用支持各种视图，所述各种视图使操作员能够进行多种监督任务，包括：响应不断变化的外部条件(包括原材料的成本)修改过程(例如，指定新的设定值)，检测低效/非最佳的工作条件和/或即将来临的设备故障(警报)，和采取诸如关闭过程，或者酌情使设备开始服务和停止服务之类的补救措施。

目前存在非常先进的HMI/过程可视化系统，该系统与如上所述的传感器和控制器之类数据源链接。这种系统获得并摘取(例如，过滤)上面说明的过程数据。摘取的过程数据再驱动由人机接口表现的图形显示。这样的数据包括响应各种检测到的过程条件/情况，由过程控制器表现的模式变化、事件和警报消息。

HMI应用的一个方面是工厂设备内的受控过程的成百上千个不同的支持视图的管理。在较小的受控过程中，提供并显示在HMI屏幕上的信息的数量相对较少，由相对较少的屏幕/视图处理。不过，许多工业过程非常复杂。这种过程可能包含成千上万个监视/控制工业设备内的多级过程的所有方面的传感器和控制单元(例如，阀门执行机构)。借助HMI应用向操作员呈现相关数据所需的屏幕/视图的数目可能极大。

已知的HMI应用利用下拉菜单提供对用于特定控制应用的各个屏幕的访问。在一种情况下，菜单包含所支持的屏幕的平面列表。另一种已知的过程控制HMI将所支持的屏幕组织成级联下拉菜单，其中菜单项表示视图和到可能的子视图(被识别为级联菜单内的项目)的链接。一旦作出选择，菜单就消失，选择的屏幕被显现。在访问视图的其它已知方法中，子视图按钮、母视图按钮和左右同属(sibling)视图按钮被硬编码到每个视图中。这种提供分层排列的视图的方法要求分层结构被配置到可视化项目中的每个视图中。

此外，过程报警消息按惯例从工厂设备控制处理器发送到工作站上的警报显示，以通知操作员工厂设备失常。通常，当测量或计算的数值在预先配置的范围之外时，控制处理器发出报警消息。工厂设备控制器将生成的警报传给与独立的(例如应用)网络耦接的一个或多个操作员工作站。一旦在工作站收到要求人为干预的警报，那么重要的是操作员能够快速确定问题，以及采取补救措施(如果需要的话)。

当提供用于监控工业过程的可视化接口时面临的另一个挑战是如何提供对与特定控制块相关的详细信息-最大程度的细节的访问。在已知系统中，细节仅仅局限于特定的关键性信息。另一方面，展开的一组细节由全屏幕显示提供。在其它情况下，独立的工程工具在完全独立的窗口中提供关于控制块的详细信息。

发明内容

按照本发明，描述一种执行过程控制系统的可视化项目的人机接口(HMI)应用。本发明特别有用于可视化项目包含一组分层排列的视图的情况。

HMI应用包括与和一组分层排列的视图相关的运行时过程信息的来源通信的过程控制数据接口，和按照运动时过程信息呈现视图的图形用户接口。更具体地说，图形用户接口包括显示一组分层排列视图中的所选视图的过程图形区，和显示与所述一组分层排列视图中的可选视图对应的一组图形表示的导航栏。