[发明专利]用于控制工业过程的系统、方法、工作站和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制系统；以通过工业控制和/或自动化系统的人机界面HMI提供功能为目标。

背景技术

本发明涉及用于监视和控制诸如控制和监视用于发电的发电厂、炼油或化工厂、制浆和造纸工业、食品加工或者用于货物制造等的活动的工业过程的工业控制系统。

诸如SCADA系统（监管控制和数据获取）或DCS系统（分布式控制系统）之类的工业控制和自动化系统是基于计算机的用于对工业过程进行监视和控制的系统。DCS系统通常建立在过程和控制器上，总线则用于进行通信。输入和输出设备是DCS系统中的组件并且处理器通过输入向输出组件通信信息。输入组件从现场（物理过程）的输入仪器得到信号并且进一步将向现场的输出仪器发送信息，最后处理器连接这些组件并且总线将该信息连接至HMI，该过程从该HMI处进行监视和控制。通过过程图形对过程进行监视。在监视过程的同时，在HMI中呈现关键事件和警报以使得用户了解到每个情形并且对整个过程加以控制。

800xA是用于过程控制的DCS系统。由用户、操作人员从HMI对该过程进行监视和控制。该HMI通常呈现在若干LCD显示器上，并且对该过程、过程对象及其性能进行视觉化。该HMI可以在不同监视器上进行呈现和划分。为了从HMI对过程进行控制，通常使用鼠标和键盘。该键盘被提供有字母数字的“标准”键盘部分。

该过程在该HMI中以过程图形进行视觉化和呈现。工业车间通常在以从概要显示到更为详细的过程图形的树形层级进行划分的若干过程图形中进行呈现，该过程图形对过程的不同部分进行呈现和视觉化。更为详细描述的过程的每个部分被划分为对象的多个细节等级的若干个子区域以及更为详细的过程图形，第一子等级对主过程画面的多个子区域进行视觉化，而第二子等级对第一子等级的过程画面的子区域进行视觉化。过程对象，如阀门、水槽、引擎的现场设备、所要监视的过程对象呈现在过程图形之中，一个过程图形通常由若干过程对象的实例所构成以对工业过程的一个区域进行描述。该过程对象涉及不同类型的信息，例如安装节点、警报、参数，并且该信息能够经由过程图形进行访问。在800xA中，可通过在具体过程对象上进行右键点击而使用快显菜单而获得对过程对象的具体信息的访问。在快显菜单中，例如可能对趋势、警报和其它依赖于过程的具体信息进行访问。过程对象信息的示例是对过程数据进行视觉化的趋势显示，以及与该具体过程对象相关的警报。面板是一种能够使用过程图形从过程对象进行访问的信息，在800xA中，面板被用来控制工业过程。

操作人员通过与HMI进行交互而监视和控制相关的工业过程。HMI（见图5的工作站51）利用例如现场设备57、58、59的I/O单元通信且操作连接至工业过程50，并且经由现场设备57、58、59接收信息以便监视和控制相关工业过程，该通信通常包括诸如控制服务器54和保护服务器55的至少一个服务器、数据库53和通信总线52、56。现场设备57-59被提供而对过程50的物理属性以及过程的对象进行监视，并且操作人员能够从HMI51并且通过与过程的对象进行交互的现场设备57-59而对工业过程50和过程的对象进行控制。当系统被安装并且针对具体的相关工业过程进行调适时，定义应当监视的物理属性并且配置系统控制功能。例如，在诸如泵、电机、制造产品等的过程对象上或其附近部署用于温度、压力、电压、功率、液位和开/关状态的传感器。该传感器连接至现场设备（或类似I/O单元）并且测量结果可借助控制和监视系统在过程图形中被操作人员利用，该控制和监视系统与传感器进行通信并且向工作站51传输数据以便在HMI中进行呈现，诸如在示出工业过程50的区域或子区域的过程图形中进行呈现。而且，控制信号通过控制系统从工作站51向被可操作连接的I/O单元传输诸如由操作人员从键盘所输入的操作人员命令以控制过程的对象；对象如电机、泵、变压器、电路断路器、提升设备、容器、传送带、冷却器和加热器。

利用（工作站51的）HMI，操作人员能够监视由控制系统所获得的工业过程50的状态信息，并且通过控制系统中的控制命令对工业过程进行控制。这样的交互应当是容易且可靠的。在800xA中，可能使用已经定义的快捷键在当前画面视图上轻易进行访问，例如对图形进行处理以获取具体事件期间、当前或不久的将来特别重要的信息。

发明内容

本发明的目标是在工业过程的图形界面中提供用户友好的导航，该导航可以处于变化的细节等级的过程图形之间或者是日常监视所需的其它相关信息的过程图形之间。

出于该目的，本发明提供了一种监视和控制系统，其包括被提供以快捷键导航器的图形用户界面。