用于配置和管理過程控制系統(tǒng)的動態(tài)用戶界面的制作方法
【專利摘要】一種針對用于配置和監(jiān)督過程工廠的計算機系統(tǒng)的用戶界面配置方法：在屏幕區(qū)域內(nèi)生成多個窗口，多個窗口中的每個位于各自的位置并具有各自的尺寸，包括：生成導航窗口以便顯示一組可選項，一組可選項中的每個對應于多個對象中的相應的一個；以及生成命令窗口以便顯示一組可選控制，一組可選控制中的每個對應于將在過程工廠中的多個對象中的至少一個上執(zhí)行的任務；從用戶接收自定義請求，其中自定義請求與多個窗口中的至少一個有關，并且指定以下各項中的至少一個：多個窗口中的至少一個的位置；以及多個窗口中的至少一個的尺寸；根據(jù)自定義請求生成多個窗口的自定義布局；以及在對應于用戶的數(shù)據(jù)庫記錄中存儲描述自定義布局的自定義布局數(shù)據(jù)。
【專利說明】用于配置和管理過程控制系統(tǒng)的動態(tài)用戶界面
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00980148371.1的“用于配置和管理過程控制系統(tǒng)的動態(tài)用戶界面”的分案申請。
_2] 相關申請的交叉引用
[0003]本申請要求享有2008年9月29日提交的、題為《(User Interface forConfiguring a Process Control System》的美國臨時專利申請N0.61/101，055優(yōu)先權，并通過引用明確地將其公開合并于本申請中。

【技術領域】
[0004]本發(fā)明大體上涉及過程控制網(wǎng)絡，特別地，涉及一種用于在過程控制環(huán)境中配置不同組件和服務的用戶界面。

【背景技術】
[0005]分布式過程控制系統(tǒng)(例如那些用在化工、石油或其他過程領域中的過程控制系統(tǒng))通常包括一個或多個過程控制器，這些控制器通過仿真、數(shù)字或組合的仿真/數(shù)字總線可通信地耦合到一個或多個現(xiàn)場設備。這些現(xiàn)場設備(其可以例如是閥、閥定位器、開關和變送器(例如，溫度、壓力、水平和流速傳感器))位于過程環(huán)境內(nèi)并執(zhí)行諸如打開或關閉閥、測量過程參數(shù)等的過程功能。諸如符合眾所周知的Fieldbus協(xié)議的現(xiàn)場設備的智能現(xiàn)場設備也可以執(zhí)行通常在控制器內(nèi)執(zhí)行的控制計算、警報功能、以及其他控制功能。過程控制器通常也位于工廠環(huán)境內(nèi)，其接收表明由現(xiàn)場設備所做的過程測量的信號和/或?qū)儆诂F(xiàn)場設備的其他信息，并執(zhí)行控制器應用程序，該應用程序運行例如不同的控制模塊，這些控制模塊做出過程控制決定、基于所接所收到的信息生成控制信號并且與在諸如HART和Fieldbus現(xiàn)場設備的現(xiàn)場設備中執(zhí)行的控制模塊或區(qū)塊相互協(xié)調(diào)?？刂破髦械目刂颇K在通信線路上向現(xiàn)場設備發(fā)送控制信號以從而控制過程的操作。
[0006]通常使得來自現(xiàn)場設備和控制器的信息可通過數(shù)據(jù)高速通道用于一個或多個其他硬件設備數(shù)據(jù)高速通道，諸如操作員工作站、個人計算機、數(shù)據(jù)歷史記錄、報告生成器、中央數(shù)據(jù)庫等其他硬件設備通常被置于控制室內(nèi)或其他遠離較為惡劣的工廠環(huán)境的位置上。這些硬件設備運行例如可以使得操作員能夠施行關于過程的功能的應用程序，關于過程的功能諸如改變過程控制例程的設置、修改控制器或現(xiàn)場設備內(nèi)的控制模塊的操作、查看過程的當前狀態(tài)、查看由現(xiàn)場設備和控制器所生成的警報、為了訓練員工或測試過程控制軟件的目的而仿真過程的運行以及維護以及更新配置數(shù)據(jù)庫等。
[0007]作為一個示例，由艾默生過程管理出售的DeltaV?系統(tǒng)包括多個應用程序，該應用程序存儲于過程工廠內(nèi)的不同地點的不同設備，并由這些不同設備所執(zhí)行。駐于一個或多個操作員工作站內(nèi)的配置應用程序使得用戶能夠創(chuàng)建或改變過程控制模塊并通過到專用分布式控制器的數(shù)據(jù)高速通道下載這些過程控制模塊。通常，這些控制模塊由通信地相互連接的功能塊組成，該功能塊是面向?qū)ο蟮木幊虆f(xié)議中的對象，其基于到其中的輸入來執(zhí)行在控制方案中的功能，以及其向控制方案中的其他功能塊提供輸出。配置應用程序也可以允許設計者創(chuàng)建或改變操作員界面，操作員界面由查看應用程序所使用以便向操作員顯示數(shù)據(jù)并使得操作員能夠改變過程控制例程中的諸如設定點等的設置。每個專用控制器，以及某些情況下的現(xiàn)場設備，存儲并執(zhí)行控制器應用程序，該控制器應用程序運行分配和下載到其上的控制模塊以便執(zhí)行實際的過程控制功能?？梢赃\行于一個或多個操作員工作站上的查看應用程序通過數(shù)據(jù)高速通道接收來自控制器應用程序的數(shù)據(jù)，并向過程控制系統(tǒng)的設計者、操作員或使用用戶界面的用戶顯示該數(shù)據(jù)，以及可以提供過程控制例程或模塊的任意數(shù)目的不同視圖，諸如操作員視圖、工程師視圖、技術員視圖等。數(shù)據(jù)歷史記錄應用程序通常被存儲到數(shù)據(jù)歷史記錄設備并由該設備執(zhí)行，數(shù)據(jù)歷史記錄設備收集并存儲跨越數(shù)據(jù)高速通道所提供的某些或所有數(shù)據(jù)，同時可以在被附屬于該數(shù)據(jù)高速通道的另一計算機中運行配置數(shù)據(jù)庫應用程序可以數(shù)據(jù)高速通道以便存儲當前過程控制例程配置以及與之相關聯(lián)的數(shù)據(jù)?？商鎿Q地，配置數(shù)據(jù)庫可以位于與配置應用程序相同的工作站中。
[0008]由于用于過程控制環(huán)境中的控制以及支持應用程序的數(shù)目和類型已經(jīng)增加，已經(jīng)提供了不同的圖形顯示應用程序以便使用戶能夠有效地配置和使用這些應用程序。例如，圖形顯示應用程序已被用于支持控制配置應用程序以使得配置工程師能夠以圖形方式創(chuàng)建控制程序，控制程序?qū)⒈幌螺d到過程工廠中的控制設備內(nèi)。此外，圖形顯示應用程序已被用于使得控制操作員能夠查看過程工廠的當前功能或過程工廠的區(qū)域，以使得維護人員能夠查看過程工廠內(nèi)的硬件設備的狀態(tài)，并能夠仿真過程工廠等。然而，這些圖形顯示應用程序在過去已經(jīng)被作為與其相關聯(lián)的特定應用程序的部分或為了獨立地支持這些特定應用程序而單獨地創(chuàng)建，并因此通常在對其為之而被創(chuàng)建的特定過程功能的有用性方面受到限制。例如，很難(如果不是不可能的話)在涉及維護、配置或仿真功能的環(huán)境中使用被創(chuàng)建用于支持控制操作員的圖形化程序。
[0009]此外，現(xiàn)有應用程序通常需要大量的選擇性點擊以便達到期望的菜單項。特別地，對“深入”模塊感興趣的操作員或維護人員經(jīng)常不得不激活大量菜單，回顧并對多個對話作出反應等。在許多情況下，用于觸發(fā)任務的控制并沒有以直觀的方式組織，因此需要大量的時間來精通。
[0010]在另一方面，數(shù)目一直在增加的命令選項和特征繼續(xù)使得過程控制設計、配置以及管理更加復雜。典型的用戶經(jīng)常在屏幕上看到無數(shù)的控制和菜單項，而只有這些控制或菜單項的一個相當小的子集適合于用戶執(zhí)行的任務。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]一種用于對過程控制系統(tǒng)進行配置、監(jiān)督或故障排除的軟件系統(tǒng)，包括直觀的、基于任務的用戶界面，其方便地組織針對可用功能性的視覺和文本控制。該用戶界面減少了“點擊”的次數(shù)或訪問期望的功能性所需的其他指令的數(shù)量，將控制置于直觀的且方便的位置，降低了描述期望的信息所必需的窗口的數(shù)量，顯示與特定環(huán)境有關的控制，向用戶提供可視的提示用于快速識別期望的選項或控制，執(zhí)行技術用于有效地將控制策略可視化，并且改善了使用所述軟件系統(tǒng)的整體的方便性。該軟件系統(tǒng)可以支持，例如，配置過程控制系統(tǒng)的功能性、查看過程控制系統(tǒng)的配置的功能性、將控制模塊下載到控制器和物理設備的功能性、定義用于連續(xù)且批量控制的控制邏輯的功能性、在過程控制系統(tǒng)中創(chuàng)建并編輯產(chǎn)品處方的功能性、根據(jù)這些處方來控制批量執(zhí)行的功能性、勘查或查看工廠設備的功能性，或者其任意組合。在某些實施例中，軟件系統(tǒng)是包括多個應用程序的成套應用程序，多個應用程序中的每個適于支持各自的一組工程活動。例如，在一個實施例中的成套軟件包括:瀏覽器應用程序，其用于配置過程工廠、查看并更新過程工廠的配置、將控制模塊下載到物理實體等；控制工作室應用程序，其用于設計用于過程工廠的控制策略；以及其他應用程序。包含于成套軟件中的每個應用程序包括各自的用戶界面。
[0012]在一個實施例中，瀏覽器應用程序的用戶界面支持主內(nèi)容窗口，其中，瀏覽器應用程序提供以下詳細視圖:一個或多個所選項，其中，該所選項諸如操作于過程工廠內(nèi)的物理設備；邏輯結構，諸如使用現(xiàn)場總線功能塊所定義的控制策略，例如，與所選物理實體或邏輯實體相關聯(lián)的過程參數(shù)、適用于設備和控制策略并存儲于相應數(shù)據(jù)庫的配置參數(shù)等。該用戶界面還支持以下各項中的至少一些:用于顯示各種控制和指示符以便允許用戶更容易地定位并選擇過程工廠內(nèi)的各種物理和邏輯實體的導航窗口 ；用于顯示操作的狀態(tài)的狀態(tài)欄；用于指定當前位置的地址欄；用于向用戶提供在質(zhì)量和尺寸上有所下降的圖形和/或文本的預覽窗口 ；用于提供物理實體或邏輯實體的詳細描述的細節(jié)窗口 ；用于支持在一個或多個配置數(shù)據(jù)庫、運行時間數(shù)據(jù)、處方、以及其他內(nèi)容中搜索的即時搜索窗口 ；以及指令欄，其中，瀏覽器應用程序在指令欄中提供用于執(zhí)行工程任務的控制。
[0013]控制工作室應用程序的用戶界面也包括用于查看、創(chuàng)建以及編輯內(nèi)容的主內(nèi)容/編輯窗口。例如，用戶可以設計并配置分布式控制系統(tǒng)中的功能塊之間的連接，以及定義產(chǎn)品處方等。用戶界面還可以包括以結構化且組織化的方式來描述過程控制系統(tǒng)中的物理元件和邏輯元件之間的關系的導航分級結構窗口的部分或全部，提供與示例于主窗口中的一個或多個實體有關的信息的參數(shù)窗口，顯示當前警報或事件數(shù)據(jù)的警報窗口，顯示不同目標至物理實體或邏輯實體的邏輯連接的參考窗口，顯示對于所選參數(shù)的趨勢和/或歷史數(shù)據(jù)的監(jiān)測窗口，搖攝-縮放窗口，以及列出能夠在定義控制邏輯中用作結構單元的控制元件的調(diào)色板窗口。
[0014]軟件系統(tǒng)的某些實施例的用戶界面還支持一組導航指示符，其反映特定菜單項或控制的選擇歷史。在每個中間菜單項被選擇后，用戶界面就自動地擴大該組導航指示符，使得用戶能夠輕易地恢復從主菜單到所選菜單項的路徑。在一個實施例中，每個導航指示器也是響應于用戶發(fā)起的事件(例如，鼠標上的左鍵點擊事件)而將焦點還原到菜單的各自層級的控制。
[0015]在某些實施例中，至少包括在軟件系統(tǒng)中的應用程序的用戶界面還支持彈出窗口，例如當用戶將光標置于一個項上時，該彈出窗口“懸?！庇谥鲀?nèi)容窗口中的一個項上。彈出窗口可以顯示與該項相關聯(lián)的可用性質(zhì)、參數(shù)以及控制的一個子集。在一個實施例中，顯示用于代表過程工廠中的設備的圖形或符號的彈出窗口包括該設備的描述、節(jié)點分配、該設備的掃描率(例如該設備生成測量的頻率)，以及最后修改日期。在一個實施例中，這一特征由用戶選擇性地的激活，并且在彈出窗口中顯示的項目是用戶可配置的。
[0016]在一個方面中，用戶界面響應于用戶右鍵點擊或選擇主內(nèi)容窗口中的一項而生成一組減少的菜單選擇，并響應于用戶右鍵點擊該項且連同激活另一控制而生成一組擴展的菜單選擇。例如，用戶能夠
[0017]在某些實施例中，與軟件系統(tǒng)相關聯(lián)的瀏覽器應用程序、控制工作室應用程序、以及其他應用程序的用戶界面以“帶狀”形式的菜單窗口顯示軟件系統(tǒng)的可用控制和選項。菜單可以包括多個標簽，每個標簽具有與功能性的特定區(qū)域有關的一群控制或選項。例如，一個標簽可以標記為“主頁”并可以包括與剪貼板功能、歷史選項、下載功能、算法編輯選項等有關的一組控制；另一個標簽可以標記為“視圖”并可以包括調(diào)色板視圖選項、參數(shù)視圖選項、窗口安排選項等；以及標簽可以標記為“圖表”、“設置”等。此外，附加標簽可以根據(jù)操作環(huán)境或響應于操作員行為而出現(xiàn)。
[0018]在至少某些實施例中，一次僅聚焦于一個標簽，標簽帶隱藏了與剩余標簽相關聯(lián)的功能。為了訪問分配于另一標簽上的功能，例如用戶可以點擊該標簽的可視標識符，從而將所選標簽帶入焦點。此外，在每個標簽上的控制和選項可以進一步地被分組，每個分組被明確地標記以便幫助用戶快速地將期望的功能定位在標簽上。例如，“主頁”標簽可以包括“剪貼板”分組、“模塊”分組、“插入”分組等。每個分組都可以由豎線或另一分界符來附加地隔尚。
[0019]在某些實施例中，每個控制可以包括文字的指示和可視的指示(例如，明確地暗示對應于該控制的功能的圖標)。此外，由于環(huán)境而不可用的功能例如可以以“幻影”(ghost)方式或變成灰色的方式顯示。在其他實施例中，用戶界面可以根據(jù)這些選項的可用性而動態(tài)地增加或完全去除功能的圖標以及文本描述符。在一些這樣的實施例中，表示不可用功能的方式可以是用戶可選的。
[0020]在一個實施例中，用戶界面可以根據(jù)使用自動地優(yōu)化控制的布局。例如，用戶界面可以將通常使用的控制顯示于相應標簽上更為突出的位置中。為了這一目的，用戶界面可以與收集對應于由該軟件系統(tǒng)所支持的各種功能的使用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的軟件模塊協(xié)作。此夕卜，用戶可以選擇當其登錄軟件系統(tǒng)時，作為自定義視圖的一部分而顯示哪些窗口、且相對于其他窗口顯示于什么位置。此外，每個自定義視圖可以指定一個或多個所選窗口的尺寸、視圖偏好(例如，細節(jié)視圖、列表視圖)、以及其他選項。
[0021]在某些實施例中，用戶界面可以僅包括在標簽和標簽帶上的、在軟件系統(tǒng)的給定配置下是可用的那些功能。例如，如果用戶購買了部分許可或用于軟件模塊的可用許可的僅僅一部分，則用戶界面可以完全隱藏未付費的選項，其有時可以對應于一整個標簽。
[0022]在某些實施例中，用戶界面也顯示獨立于帶狀菜單的快速訪問工具欄，例如，在帶狀菜單的頂部。例如，快速訪問工具欄可以為諸如“保存”等經(jīng)常使用的功能顯示文本指示符、圖標或兩者都顯示。通過快速訪問工具欄變得可用的控制無需對應于一個公共組或甚至可以不位于同一個標簽上。在至少某些實施例中，快速訪問工具欄相對于一組默認控制可以是用戶可配置的。
[0023]全景-縮放窗口的縮放特性可以放大與控制系統(tǒng)相關聯(lián)的瀏覽器應用程序、控制工作室應用程序或另一應用程序的主窗口中的部分內(nèi)容或全部內(nèi)容。在某些這些實施例中，縮放功能可以是滑動欄，以使得用戶可以輕易地選擇顯示于主窗口中的圖形的期望的尺寸。此外，當用戶操作縮放控制時，用戶界面可以實時地放大或縮小顯示于主窗口中的圖形。換言之，用戶無需像通常在大多數(shù)軟件應用程序中那樣輸入一個目標放大百分比來看所選的尺寸是否令人滿意。
[0024]在某些實施例中，例如，控制工作室應用程序的調(diào)色板窗口包括通過拖放操作在主窗口中有效地選擇和放置的圖標。圖標可以對應于控制塊或其他功能元件。用戶界面可以基于圖標表現(xiàn)出的功能性或根據(jù)任何其他原則將圖標分為各種類別。用戶界面可以附加地允許用戶為其特定偏好定義自定義類別。在某些實施例中，例如，用戶界面可以基于所觀察的系統(tǒng)功能性的使用來自動地填充自定義類別。
[0025]用戶界面也可以包括表達式編輯器，用于配置邏輯表達式。響應于用戶從控制工作室應用程序、瀏覽器應用程序、負責查看企業(yè)級配置和資產(chǎn)的應用程序、用于查看并調(diào)試工廠設備等中啟動編輯器，用戶界面可以調(diào)用相同的表達式編輯器。
[0026]表達式編輯器允許用戶以直觀的方式插入結構化的文本(例如，功能、常數(shù)、運算對象等)。為了簡化配置工作并減少出錯的可能性，表達式編輯器可以自動地從相應工具欄中去除不可用的選項和控制，相應工具欄可以是帶狀菜單，例如，帶狀菜單的一個標簽，或一個標簽上的功能的一個分組。優(yōu)選地，表達式編輯器功能被設置于單獨的標簽，具有多個分組，諸如，例如，“操作者”、“功能庫”、“系統(tǒng)功能”、“編輯功能”、“剪貼板功能”等。在一個實施例中，表達式編輯器可以包括具有多個用于諸如打開、保存、撤銷等的常用指令的控制的快速訪問工具欄。例如，用戶優(yōu)選地具有編輯快速訪問工具欄以便增加、去除或重置控制的能力。在某些實施例中，表達式編輯器使得用戶能夠插入編碼片段以便重復使用公共編碼。此外，表達式編輯器可以自動地顯示用戶輸入到表達式編輯器的編輯窗口中的命令的正確語法。
[0027]此外，軟件系統(tǒng)可以基于用戶界面所顯示的另一個或幾個窗口的當前環(huán)境而提供菜單項的自動和手動過濾。例如，基于主窗口中光標最為接近的項或基于用戶通過指令欄激活的行為，在導航窗口中顯示的分級樹中的項可以自動地被增加、消除、上移或下移或否則被調(diào)整。在另一個實施例中(或根據(jù)另一個配置選項)，軟件系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的職位功能來過濾導航窗口中的項。軟件系統(tǒng)可以類似地過濾指令欄中的指令。在某些實施例中，將過濾選項保存為自定義配置的一部分。
[0028]瀏覽器應用程序的用戶界面還可以允許用戶自定義主內(nèi)容區(qū)域中的列的放置、規(guī)模、過濾、分組、以及堆疊中的至少部分，以便定義自定義列布局。通常，自定義列布局消除了每個次調(diào)整列以便適應屏幕上的期望文本量的必要性。在一個實施例中，軟件系統(tǒng)自動地保存所生成的布局以便在下一階段(即，在識別出用戶的注冊證書時)重構該布局。用戶也可以為各種類型的任務或根據(jù)其他技術需要而配置多個自定義列布局。
[0029]在某些實施例中，窗口能夠被打開并關閉、調(diào)整尺寸、脫離并重新對接、以及浮動，以便根據(jù)用戶偏好便利自定義環(huán)境。這些以及其他用戶偏好可以保存為自定義布局的一部分。
[0030]在控制工作室應用程序的某些實施例中，控制工作室應用程序的用戶界面支持能夠被設置于用戶界面的公共編輯區(qū)域內(nèi)的多個編輯窗口。用戶能夠在每個窗口內(nèi)配置并查看一個或幾個邏輯塊(例如，現(xiàn)場總線功能塊)。為了簡化定義顯示于不同窗口內(nèi)的邏輯塊之間的交互的過程，用戶界面允許用戶選擇顯示于第一窗口內(nèi)的邏輯塊的輸出、將連接體拖出邏輯塊的邊界到達一個顯示于第二窗口內(nèi)的邏輯塊的輸入以及完成連接。用戶界面可以顯示橫跨用戶界面的編輯區(qū)域內(nèi)的幾個窗口的連接標識符(例如，線條)。在另一個實施例中，用戶界面可以顯示識別窗口的標簽(例如，為了清楚其可以是色彩編碼的)，其中，在耦接到不同窗口內(nèi)的邏輯塊上的邏輯塊的每個輸入或輸出處完成連接。通過這種方式，用戶可以快速地且有效地定義邏輯塊之間的連接而無需嘗試將所有邏輯塊安置在一個單獨的窗口內(nèi)或無需發(fā)送多個對話窗口。在另一方面，用戶可以輕易地在一個特定窗口內(nèi)識別并非在該窗口內(nèi)完成的所有連接。該特性通過消除“獵取”橫跨多個視圖的連接的端點的需要，可以極大地簡化控制策略的檢查和調(diào)試。
[0031]在另一方面，用戶界面可以自動地變體屏幕以便更好地預期用戶未來可能采取的行為，并根據(jù)用戶正在執(zhí)行的特定任務來優(yōu)化布局。用戶界面可以最初地向用戶呈現(xiàn)屏幕，該屏幕包括具有初始組命令的命令窗口、主內(nèi)容/編輯窗口、導航窗口或其他默認窗口。所顯示的窗口中的每個可以具有默認的尺寸，并相對于其他各窗口而處于默認的位置上。響應于用戶通過命令窗口來激活控制，用戶界面除了將用戶命令傳播到執(zhí)行引擎用于執(zhí)行外，還采取多個行動。在某些實施例中，用戶界面可以自動地顯示一個或多個附加窗口，基于在這些附加窗口內(nèi)將要顯示的信息的數(shù)量，給這些附加窗口確定尺寸，并調(diào)整先前所顯示的窗口以便適應新窗口。此外，用戶界面可以自動地通過隱藏(例如去除)與先前的用戶命令選擇(或者，在某些實施例中，在用戶選擇先前的控制后，統(tǒng)計地，其不會被調(diào)用)無關的控制來調(diào)整命令窗口中的控制，增加鑒于先前的控制選擇而可能與用戶有關的新控制，調(diào)整控制(例如，按鈕、按鈕群)的位置和尺寸，調(diào)整某些窗口中的字體大小等。因此，用戶在選擇某一操作模式時無需手動地拖取、激活、移動窗口或再調(diào)整窗口的尺寸。
[0032]在某些實施例中，用戶界面可以響應于導航窗口中的選擇類似地改變屏幕，并特別地改變窗口。此外，用戶界面可以允許用戶保存其關于窗口位置、窗口尺寸、文字、圖形等的偏好以便根據(jù)用戶的偏好(例如，沒有小于10的字體大小)以及預定原則(響應于用戶激活下載選項而在主內(nèi)容/編輯窗口下顯示未定參考窗口)來改變屏幕。更進一步地，用戶界面可以在操作的多個階段中變體窗口以便繼續(xù)調(diào)整到用戶正在執(zhí)行的特定任務上。
[0033]在另一方面，用戶界面支持有效的技術以在對于批量控制的處方配置期間關聯(lián)參數(shù)?？刂乒ぷ魇覒贸绦蚩梢燥@示列出了各種程序、單位程序、操作、以及處方的階段類別的名稱的交互屏幕。在一個實施例中，程序、單元程序、操作、以及處方的階段類別顯示于各自的列中以便定義交互列表。為了將階段類別參數(shù)延緩到操作的級別，例如，用戶可以點擊期望的階段類別的名稱或激活另一控制，以便查看為所選擇的階段類別所定義的參數(shù)；選擇一個參數(shù)；并將所選擇的參數(shù)拖放到交互列表中對應于目標操作的位置。用戶界面于是能夠使用預定命名慣例(例如，作為一組規(guī)則存儲于數(shù)據(jù)庫中)自動地生成參數(shù)名稱，在交互列表中對應于操作的部分顯示新生成的參數(shù)，并將該參數(shù)與延緩的參數(shù)聯(lián)系起來，即，生成并保存延緩的階段類別參數(shù)以及延緩到的階段類別參數(shù)之間的鏈接。
[0034]在至少某些實施例中，用戶界面還允許用戶跨越分級結構的多個層拖放參數(shù)多個，例如，從階段類別的級別到單元程序的級別，并在每個中間級別自動地生成參數(shù)以及有關聯(lián)的文字描述符。此外，用戶界面可以支持通過相同或類似的拖放操作將參數(shù)分配到先前存在的參數(shù)。以這種方式，用戶無需與多個對話交互或選擇并激活(例如打字)用于延緩或分配參數(shù)的命令。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是位于過程工廠中的分布式過程控制網(wǎng)絡的方框圖，該過程工廠包括實現(xiàn)本公開的用戶界面生成技術中的部分或全部的操作員工作站；
[0036]圖2是存儲于圖1的操作員工作站的一組應用程序以及其他實體的邏輯方框圖，包括智能過程目標以及過程模塊，其可以用于實現(xiàn)過程工廠中的增強功能；
[0037]圖3是用于設計并仿真將用于圖1所描述的過程控制環(huán)境中的控制邏輯的軟件模塊的主用戶界面窗口的一個示例；
[0038]圖4舉例說明用于階段類別項或處方項的樹的已知雙窗口布局；
[0039]圖5舉例說明用于由圖1中所示的系統(tǒng)的用戶界面生成的圖4的項的樹形布局的示例；
[0040]圖6和圖7舉例說明由圖1所示系統(tǒng)的用戶界面所生成的配置列表的多個示例；
[0041]圖8舉例說明可以由圖1所示系統(tǒng)的用戶界面生成的參數(shù)窗口的一個示例；
[0042]圖9舉例說明圖8的參數(shù)窗口的一個示例狀態(tài)，其中用戶選擇了一個參數(shù)用于編輯；
[0043]圖10是圖8的參數(shù)窗口的另一個狀態(tài)；
[0044]圖11舉例說明與圖1所示系統(tǒng)的用戶界面一起用于配置過程控制邏輯的示例性調(diào)色板；
[0045]圖12舉例說明圖1所示系統(tǒng)的用戶界面的縮放特性的示例性實施例；
[0046]圖13、14和15舉例說明可以被包含在圖1所示系統(tǒng)的用戶界面中的表達式編輯器的多個示例性屏幕；
[0047]圖16至24舉例說明由圖1所示系統(tǒng)的用戶界面生成的帶狀菜單的多個示例性可操作狀態(tài)；
[0048]圖25和26舉例說明圖1所示系統(tǒng)的用戶界面的附加屏幕；
[0049]圖27是用于定義圖1的過程控制系統(tǒng)中的層級的一個示例性屏幕；
[0050]圖28是可以操作于圖1所示系統(tǒng)中的示例性用戶界面生成器的方框圖；
[0051]圖29是可以在圖1所示系統(tǒng)中與控制邏輯設計應用程序一起使用的示例性連接和參數(shù)生成模塊的方框圖；
[0052]圖30A-C是當用戶在公共編輯區(qū)域定義了描述于分開的、獨立地激活并受控的窗口的邏輯模塊之間的連接時，由圖28所示模塊生成的示例性屏幕；
[0053]圖31A-C舉例說明圖28所示模塊在處方配置期間可以作為參數(shù)延期的一部分而生成的多個示例性屏幕；
[0054]圖31D舉例說明圖28所示模塊在處方配置期間可以在將一個參數(shù)分配到處方層級的一個不同級別上的先前存在的參數(shù)期間生成的示例性屏幕；
[0055]圖32A-C是圖表地示出圖1所示系統(tǒng)的用戶界面所提供的屏幕變體的示例的方框圖；
[0056]圖33是操作于圖1所示環(huán)境的軟件模塊的主用戶界面窗口的另一個示例。

【具體實施方式】
[0057]—種基于軟件的過程控制系統(tǒng)，用于定義、編輯、以及調(diào)試控制策略、監(jiān)督執(zhí)行控制策略的過程工廠的操作、管理設備、以及執(zhí)行可以包括由工程師、操作員、維護人員使用的交互用戶界面的其他活動。通過提供環(huán)境特定的動態(tài)菜單、直觀的控制項、可配置的窗口布局等，用戶界面減少了在過程控制環(huán)境中執(zhí)行期望的任務所需的時間。此外，通過支持用于生成橫跨多個窗口的可視化連接體或在處方配置期間延緩并相關參數(shù)的多窗口編輯和執(zhí)行技術，考慮恰好兩個窗口的示例，用戶界面簡化了各種工程任務并改善了整體的用戶體驗。首先參考圖1和圖2討論一個示例性過程控制系統(tǒng)，其中可以執(zhí)行用戶界面。參考圖3-31C討論適于支持所有或各自部分的用戶界面的應用程序的各種技術。如在下面更為詳細地解釋的，這些應用程序可以包括用于設計控制策略(此處也被稱為控制工作室應用程序)的應用程序、用于定位、查看、配置以及下載與各種諸如控制器、物理設備、控制策略(此處也被稱為瀏覽器應用程序)的物理和邏輯實體有關的數(shù)據(jù)的應用程序。
[0058]1.過程控制工廠中的操作員界面應用程序
[0059]現(xiàn)在參考圖1，詳細舉例說明示例性過程工廠10，其中使用智能和/或非智能過程對象以便形成過程圖形顯示和過程模塊，該過程圖形顯示和過程模塊可以與控制模塊一起整合以便在工廠環(huán)境內(nèi)提供增強的控制和仿真。特別地，該過程工廠10使用具有一個或多個控制器12的分布式過程控制系統(tǒng)，每個控制器12通過可以是例如現(xiàn)場總線接口、Profi總線接口、HART接口、標準4-20ma接口的輸入/輸出(I/O)設備或卡18連接到一個或多個現(xiàn)場設備14和16。控制器12也通過可以是例如以太網(wǎng)鏈接的數(shù)據(jù)高速通道24耦接到一個或多個主機或操作員工作站20和22。數(shù)據(jù)庫28可以連接到數(shù)據(jù)高速通道24并作為收集并存儲與工廠10內(nèi)的控制器和現(xiàn)場設備相關聯(lián)的參數(shù)、狀態(tài)以及其他數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)歷史記錄和/或作為存儲工廠10內(nèi)的過程控制系統(tǒng)的當前配置以下載并存儲到控制器12和現(xiàn)場設備14和16內(nèi)的配置數(shù)據(jù)庫而工作?？刂破?2、1/0卡18以及現(xiàn)場設備14和16位于并分布于遍及有時惡劣的工廠環(huán)境，操作員工作站20和22以及數(shù)據(jù)庫28通常位于控制室或其他由控制器或維護人員可輕易地評估的不那么惡劣的環(huán)境中。
[0060]如所知的，每個作為示例可以是艾默生過程管理銷售的DeltaV?控制器的控制器12保存并執(zhí)行控制器應用程序，該控制器應用程序執(zhí)行使用任意數(shù)量的不同的、獨立執(zhí)行的控制模塊或塊29的控制策略。每個控制模塊29能夠由通常稱為功能塊的組成，其中每個功能塊是總體控制程序的一部分或一個子程序，并(通過稱為鏈接的通信)與其他功能塊協(xié)力操作以實現(xiàn)過程工廠10中的過程控制環(huán)。如所周知的，功能塊可以是面向?qū)ο蟮木幊虆f(xié)議中的對象，典型地執(zhí)行輸入功能、控制功能或輸出功能中的一個以執(zhí)行過程工廠10中的某些物理功能，輸入功能諸如與變送器、傳感器或其他過程參數(shù)測量設備相關聯(lián)，控制功能諸如與執(zhí)行PID、模糊邏輯等控制的控制程序相關聯(lián)，輸出功能控制某些諸如閥的設備的操作。當然存在混合以及其他類型的復雜功能塊，諸如模型預測控制器(MPC)、優(yōu)化器等。現(xiàn)場總線協(xié)議和DeltaV系統(tǒng)協(xié)議使用設計并在面向?qū)ο蟮木幊虆f(xié)議內(nèi)實現(xiàn)的控制模塊和功能塊，控制模塊能夠被設計為使用任何期望的控制編程方案，包括例如順序功能塊、階梯邏輯等，并且不限于使用功能塊或任何其他特定編程技術來設計并執(zhí)行。
[0061]在圖1所示的工廠10中，連接到控制器12的現(xiàn)場設備14和16可以是標準4-20ma設備，可以是諸如HART、Profibus或or FOUNDAT1N? Fieldbus現(xiàn)場設備的智能現(xiàn)場設備，包括處理器、存儲器，或者可以是任何其他期望的類型的設備。某些這些設備，諸如Fieldbus現(xiàn)場設備(圖1中標有附圖標記16)，可以存儲并執(zhí)行與在控制器12中實現(xiàn)的控制策略相關聯(lián)的模塊或子模塊，諸如功能塊。如所周知的，功能塊30可以與控制模塊29的執(zhí)行一起在控制器12中被執(zhí)行以實現(xiàn)過程控制，功能塊30在圖1中被示為設置于兩個不同的Fieldbus現(xiàn)場設備16中。當然，現(xiàn)場設備14和16可以是任何類型的設備，諸如傳感器、閥、變送器、定位器等，I/O設備18可以是符合任何期望的通信或控制器協(xié)議，諸如HART> Fieldbus、Profibus等的任何類型的I/O設備。
[0062]在圖1所示的工廠10中，工作站20包括一套操作員界面應用程序32以及數(shù)據(jù)結構，其能夠由任何授權用戶(例如，配置工程師、操作員、維護技術員、輪班經(jīng)理、其他類型的用戶)訪問以便查看并提供關于設備、單元等的功能性。該套操作員界面應用程序32被存儲于工作站20的存儲器34內(nèi)，而且該套應用程序32中的應用程序或?qū)嶓w中的每個適于在與工作站20相關聯(lián)的處理器36上被執(zhí)行。而整套應用程序32被示為存儲于工作站32內(nèi)，這些應用程序或其他實體中的某些能夠被存儲于并在工廠10內(nèi)的或與工廠10相關聯(lián)的其他工作站或計算機設備中執(zhí)行。另外，該套應用程序能夠向與工作站20相關聯(lián)的顯示屏37或任何其他期望的顯示屏或顯示設備(包括手持設備、便攜式計算機、其他工作站、打印機等)提供顯示輸出。同樣地，該套應用程序32中的應用程序可以被分解并在兩個或更多計算機或機器中執(zhí)行，并可以被配置為彼此相互一起操作。
[0063]通常而言，該套應用程序32提供或能夠創(chuàng)建和使用三種不同類型的實體，這些實體的操作可以被集成在一起以便在過程工廠10中提供增強的控制、仿真、以及顯示功能。更特別地，該套應用程序32能夠用來創(chuàng)建并執(zhí)行過程圖形顯示35 (其通常提供屬于過程工廠的一部分的操作員顯示)、過程模塊39 (其通常提供過程工廠的一部分的仿真)以及過程控制模塊，諸如控制模塊29，其通常提供或執(zhí)行過程的在線控制。過程控制模塊是本領域的技術人員通常所熟悉的，可以包括任何類型的控制模塊，諸如功能塊控制模塊等。過程圖形化元件35將在以下更為詳細地描述，其通常是由操作員、工程師或其他顯示器所使用的以便向諸如操作員的用戶提供關于過程工廠以及在其中的元件的操作、配置或建立的元件。過程模塊39通常緊密地聯(lián)系于過程圖形顯示元件35，并能夠用來執(zhí)行過程工廠的操作的仿真或以過程圖形顯示35中所示的方式連接的其中某些不同的元件的操作的仿真。過程圖形顯示35和過程模塊39被示為存儲于工作站20和22并由工作站20和22執(zhí)行，盡管過程圖形顯示35和過程模塊39能夠被下載到與過程控制工廠10相關聯(lián)的任何其他計算機，包括便攜式計算機、手持設備等，并在這些計算機中實現(xiàn)。
[0064]圖2舉例說明工作站20的成套應用程序32中的應用程序和數(shù)據(jù)結構或其他實體中的部分。特別地，成套應用程序32包括控制模塊、過程模塊、以及圖形顯示應用程序38，這些由配置工程師使用以創(chuàng)建控制模塊、過程模塊(也稱為過程流模塊)以及相關聯(lián)的圖形顯示。在某些實施例中，配置應用程序38包括控制邏輯設計和配置應用程序和用于定位并配置過程工廠中的各種實體、將控制模塊下載到物理實體等的應用程序，前者在此處被提及為控制工作室應用程序38A，后者在此處被提及為瀏覽器應用程序38B?？刂乒ぷ魇覒贸绦?8A可以是任何標準的或已知的控制模塊配置應用程序，過程模塊和圖形顯示配置應用程序可以創(chuàng)建使用一個或多個智能過程對象的過程模塊和圖形顯示，智能過程對象的特性將在下面更為詳細地描述。更進一步地，盡管過程模塊和過程圖形化配置應用程序38被示為分開的，一個配置應用程序能夠創(chuàng)建所有這些類型的元件。
[0065]智能過程對象42的庫40包括示例或模板智能過程對象42，其可以由配置應用程序38訪問、拷貝并使用，以創(chuàng)建過程模塊39和圖形顯示35?？梢岳斫獾氖?，配置應用程序38能夠用來創(chuàng)建一個或多個過程模塊39，每個過程模塊39由一個或多個智能過程對象42組成或由一個或多個智能過程對象42創(chuàng)建，并可以包括存儲在過程模塊存儲器46中的一個或多個過程流或仿真算法45。另外，配置應用程序38能夠用來創(chuàng)建一個或多個圖形顯示35，每個圖形顯示35由一個或多個智能過程對象42組成或由一個或多個智能過程對象42創(chuàng)建，并可以包括任何數(shù)量的連接在一起的顯示元件。一個圖形顯示35b以放大的形式示于圖2，并包括一組過程元件的描述，過程元件諸如閥、罐、傳感器和流體變送器，由可以是管子、導管、電纜、傳送帶等的連接元件互連。
[0066]執(zhí)行引擎48在運行期間操作或執(zhí)行圖形顯示35和過程模塊39中的每個，以如由圖形顯示35所定義的為操作員創(chuàng)建一個或多個過程顯示，以及以執(zhí)行與過程模塊39相關聯(lián)的仿真功能性。執(zhí)行引擎48可以使用定義了將在過程模塊39上實現(xiàn)的規(guī)則數(shù)據(jù)庫50作為整體并具體使用那些模塊中的智能過程對象。執(zhí)行引擎48也可以使用連接矩陣52，連接矩陣52定義了工廠10以及過程模塊39中的過程元件之間的連接以實現(xiàn)用于過程模塊39的功能性。
[0067]圖2更為詳細地舉例說明一個過程對象42e。盡管智能過程對象42e被示為模板智能過程對象中的一個，可以理解的是，其他智能過程對象將包括如關于智能過程對象42e所描述的相同的或類似的元件、特性、參數(shù)等，并且這些元件、特性和參數(shù)的細節(jié)或值可以被改變，或者依賴于各個智能過程對象的性質(zhì)或使用而各不相同。此外，盡管智能過程對象42e可以是面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境中的對象并因此包括數(shù)據(jù)存儲、輸入、輸出以及與之相關聯(lián)的方法，該智能過程對象可以由任何其他期望的編程范例或協(xié)議創(chuàng)建并在其中執(zhí)行。
[0068]可以理解的是，在被例示之前，智能過程對象42e是與圖1的過程工廠10中的特定類型的實體相關聯(lián)的對象，特定類型的實體諸如物理實體或邏輯實體。然而，在被拷貝并例示之后，智能過程對象42e可以被聯(lián)系到過程工廠中的特定實體。無論如何，智能過程對象42e包括數(shù)據(jù)存儲53，其用于存儲從與智能過程對象42相關聯(lián)的邏輯實體接收到的數(shù)據(jù)或?qū)儆谠搶嶓w的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲53通常包括數(shù)據(jù)存儲53a，其存儲關于智能過程對象42e所屬于的實體的總體的或固定的信息，如制造商、修訂版本、名稱、類型等。數(shù)據(jù)存儲53b可以存儲可變或變化數(shù)據(jù)，諸如關于智能過程對象42e所屬于的實體的參數(shù)數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、輸入和輸出數(shù)據(jù)、成本或其他數(shù)據(jù)，包括與該實體相關聯(lián)的數(shù)據(jù)，當該實體以前已經(jīng)存在或現(xiàn)在存在于過程工廠10中。當然，智能過程對象42e可以被配置或編程為在周期的或非周期的基礎上，通過任何期望的通信鏈接從該實體本身、通過以太網(wǎng)總線24從歷史記錄28或以任何其他期望的方式，接收這一數(shù)據(jù)(例如成本數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)存儲53c可以存儲智能過程對象42e所屬于的實體的圖形化表示，且該實體用于通過操作員界面對操作員的實際顯示，操作員界面諸如與圖1的工作站20相關聯(lián)的屏幕37。當然，圖形化表示可以包括用于關于該實體的信息的補位數(shù)字(在數(shù)據(jù)存儲53c中由下劃線標記)，諸如由如存儲在數(shù)據(jù)存儲53b中的關于該實體的參數(shù)或其他可變數(shù)據(jù)所定義的信息。當圖形化表示作為一個圖形顯示35的一部分而在顯示設備37上呈現(xiàn)于操作員時，該參數(shù)數(shù)據(jù)可以顯示于圖形化補位數(shù)字中。圖形化表示(以及智能過程對象42e)也可以包括預先定義的連接點(由數(shù)據(jù)存儲53c中的“X”標記)，這些連接點使得操作員或配置工程師能夠?qū)⑸嫌位蛳掠谓M件附著于過程元件，如由圖形化表示所描述的。當然，這些連接點當配置于過程模塊內(nèi)也使得智能過程對象42e能夠知道連接到該智能對象的元件，并且可以指定一種必須使用的連接元件的類型，諸如管子、管道等，一個與該元件相關聯(lián)的流等。
[0069]智能過程對象42e也可以包括一個或多個輸入54和輸出56以允許與智能過程對象42使用于其中的過程模塊之內(nèi)或之外的其他智能過程對象相通信。輸入54和輸出56到其他智能過程對象的連接可以通過簡單地能夠其他智能過程對象連接到這些輸入和輸出或通過指定將發(fā)生于智能過程對象之間的特定通信，而由配置工程師在過程模塊的配置期間配置。這些輸入和輸出中的某些可以被定義為連接到為了如上面所討論的智能過程對象而連接在預先定義的連接點的智能過程對象。這些輸入54和輸出56也可以由規(guī)則數(shù)據(jù)庫50中的一組規(guī)則以及連接矩陣52來確定或定義，連接矩陣52定義工廠10中的不同設備或?qū)嶓w之間的連接。輸入54或輸出56包括數(shù)據(jù)存儲或與之相關聯(lián)的緩存，通常而言將被用于提供從其他智能過程對象到智能過程對象42e的數(shù)據(jù)的通信，或提供存儲于智能過程對象42e的數(shù)據(jù)或由智能過程對象42e生成的數(shù)據(jù)到其他智能過程對象的通信。這些輸入和輸出也能夠用來提供智能過程對象42e和過程控制系統(tǒng)中的其他對象之間的通信，其他對象諸如控制器12、現(xiàn)場設備14、16等中的控制模塊。
[0070]如圖2所示，智能過程對象42e也包括用于存儲零個、一個或多個方法60 (圖2中示為方法60a、60b和60c)的方法存儲58，方法60可以是將由智能過程對象42e在過程模塊執(zhí)行期間所執(zhí)行的算法，智能過程對象42e被用于該過程模塊中。通常，存儲于方法存儲58中的方法60將通過輸入54和輸出56使用存儲于數(shù)據(jù)存儲部分53a和53b中的數(shù)據(jù)以及從其他智能過程對象得到的數(shù)據(jù)或甚至來自其他來源的數(shù)據(jù)，諸如來自配置數(shù)據(jù)庫或歷史記錄28，以確定關于過程工廠10或工廠10內(nèi)的實體的信息。例如，方法60可以確定與由智能過程對象42e所定義的實體相關聯(lián)的不良的或低劣的操作環(huán)境，與該實體或過程工廠內(nèi)的其他實體相關聯(lián)的錯誤，等。方法60可以基于智能過程對象的類型或類別而被預先配置或提供，并將通常在智能過程對象42e每次在運行時間期間在執(zhí)行引擎48內(nèi)被執(zhí)行時被執(zhí)行。某些可以在諸如智能過程對象42e的智能過程對象中提供的示例性方法60包括檢測泄露、死區(qū)、靜寂時間、移動、可變性、條件監(jiān)視、計算成本或其他與該實體相關聯(lián)的條件。
[0071]還可以提供方法60以幫助仿真與智能過程對象相關聯(lián)的過程實體對流過該過程實體的材料的操作。因此，方法60可以被用于計算與工廠10中的材料相關聯(lián)的質(zhì)量平衡、能量平衡、流動、溫度、成分、蒸發(fā)狀態(tài)、以及其他系統(tǒng)級參數(shù)或流級參數(shù)，以便仿真元件的操作，從而基于所提供的輸入計算預期的輸出，等。當然，這些僅是能夠被存儲在智能過程對象42e中并由其運行的方法中的一部分，還存在許多可以使用的其他方法，以及通常由所呈現(xiàn)的類型的實體所確定的那些方法，該實體連接于并使用于過程工廠中的方式，以及其他因素。重要的是要注意，盡管智能過程對象42e可以存儲并執(zhí)行檢測系統(tǒng)級條件、錯誤等的方法，這些方法還可以用來確定關于設備、邏輯元件、以及其他非系統(tǒng)級實體的其他信息，邏輯元件諸如過程控制模塊和環(huán)路。如果需要，方法60可以以諸如C、C++、C#等的任何期望的編程語言來編程或提供，或者可以被參考，或者可以定義規(guī)則數(shù)據(jù)庫50內(nèi)的應在執(zhí)行期間為智能過程對象42e運行的可適用規(guī)則。。
[0072]如果需要，每個智能過程對象可以包括可應用算法庫或方法庫，其可以用來在被連接在過程模塊內(nèi)時限定智能過程對象的仿真行為。在用于圖2的智能過程對象42e的下拉菜單61中舉例說明了此類庫，并且可以將類似菜單與每個其它智能過程對象相關聯(lián)。配置工程師可以通過經(jīng)由例如下拉菜單61來選擇仿真算法(稱為方法1、方法2等)庫中的一個來定義當一個智能過程對象被置于過程模塊39中時的智能過程對象的仿真行為。以這種方式，配置工程師可以根據(jù)智能過程對象所被用于為之建模的過程的類型或性質(zhì)來為該智能過程對象定義不同的仿真行為。
[0073]如果需要，配置工程師可以替代地提供專有算法或其他用戶提供的算法以定義由智能過程塊所定義的過程元件的仿真行為。當智能過程對象被置于或被使用于過程模塊39中時，這樣的用戶定義的算法(在下拉菜單61中示為“用戶定義”實體)可以被提供給或存儲于該智能過程對象中。這一功能性使得仿真行為能夠由用戶自定義，從而提供更好的或更精確的仿真。如果需要，將在下文中更為詳細地描述，智能過程對象42或其他過程模塊39可以包括操作員可激活的開關(諸如電子開關或位標記)，該開關使得仿真算法在智能過程對象中的使用失效、并且替代地引起將由諸如由HYSYS所提供的高保真仿真包或程序所確定的過程模塊的行為。在該例中，智能過程對象或過程模塊從高保真仿真獲得仿真的參數(shù)數(shù)據(jù)，如相對于使用智能過程對象中的仿真算法本身。
[0074]在由執(zhí)行引擎48執(zhí)行圖形顯示35或過程模塊39期間，引擎48實施由輸入54和輸出56所定義的通信到圖形顯示35或過程模塊39中的每個智能過程對象，并可以為每個這些對象實施方法60以執(zhí)行由方法60提供的功能。如上面所提到的，方法60的功能性可以基于智能過程對象的類型、類別、身份證明、標記名稱等，定位于智能過程對象中的程序中或由引擎48執(zhí)行的規(guī)則數(shù)據(jù)庫50中的一組規(guī)則定義，以執(zhí)行由這些規(guī)則所定義的功能。
[0075]需要注意的是，智能過程對象42e在智能過程對象42e與之相關聯(lián)的過程模塊的環(huán)境中具有一個標記或獨特的名稱，并且該標記或獨特的名稱能夠用來提供到達以及來自于智能過程對象42e的通信，并可以由執(zhí)行引擎48在運行期間參考。過程模塊標記應當在控制系統(tǒng)配置中是獨一無二的。這一標記慣例使得過程模塊39中的元件能夠被過程圖形顯示35、過程模塊39以及甚至控制模塊29中的其他中的元件所參考。更進一步地，智能過程對象42e能夠使簡單參數(shù)，諸如簡單值、結構化參數(shù)或知道預期單元以及與之相關聯(lián)的屬性的智能參數(shù)。智能參數(shù)能夠由過程規(guī)則引擎或執(zhí)行引擎48解釋并使用，以確保所有的信號將在相同的單元內(nèi)被發(fā)送或被恰當?shù)剞D(zhuǎn)換。智能規(guī)則也能夠被用于打開以及關掉對于智能過程對象(或過程模塊)的成群的警報，以為操作員創(chuàng)建智能警報策略和/或界面。更進一步地，智能過程對象的多個類別能夠被關聯(lián)于工廠10的過程控制策略中的設備和模塊的多個類別，以提供智能過程對象和其將需要解釋和訪問的過程變量之間的已知連接。
[0076]當用于過程圖形顯示或過程模塊中時，智能過程對象也可以包括操作模式、狀態(tài)、以及警報行為，以致這些智能過程對象在運行期間可以被處于不同的模式，諸如中止、啟動、以及正常模式，可以基于該對象的當前操作狀況提供與該對象相關聯(lián)的狀態(tài)，并可以基于檢測到的條件提供警報，檢測到的條件諸如范圍之外的參數(shù)、有限的、高度可變性等。智能過程參數(shù)也可以具有類別/子類別分級結構，使得它們能夠被分類到類別庫、能夠被以組合結構收集在一起等。更進一步地，智能過程對象可以利用來自其他元件(諸如控制模塊和其他對象)的信息，以使得該智能過程對象能夠識別其關聯(lián)的實體何時忙碌或例如被工廠10內(nèi)的批量控制過程獲取。
[0077]可以將智能過程對象與任何期望的過程實體相關聯(lián)，諸如類似于泵、罐、閥等的物理設備，或者諸如過程區(qū)域、測量或致動器、控制策略等的邏輯實體。在某些情況下，智能過程對象可以被關聯(lián)于連接體，諸如配管、管道、配線、傳送帶或任何其他在過程中將材料、電能、氣等從一個點移動到另一個點的設備或?qū)嶓w。關聯(lián)于連接體的智能過程對象在此處有時被稱為智能連接或連接體元件，其也被標記出來(即使實際設備或連接體本身不可以被標記或不能在過程工廠10中通信)，并通常被用于表示過程中的其他元件之間的材料流動。
[0078]智能連接將典型地包括限定了不同的材料或現(xiàn)象(諸如電)如何流過連接(例如串流、電、水、污水等)的性能或參數(shù)。這些參數(shù)可以指示流過連接體的流動的類型和性質(zhì)(諸如總體的速度、摩擦系數(shù)、例如湍流或非湍流的流動的類型、電磁的、等)和流過連接體的流動的可能的一個或多個方向。智能連接可以包括程序或方法，以保證智能連接所連接的源和目的對象的單元匹配，并當不匹配時可以執(zhí)行變換。智能連接的方法也可以使用模型或算法來模仿流過連接體的流動，以估計流過實際連接體的流動的速度或性質(zhì)、物理連接的長度和尺寸、傳送時延等。為智能過程對象(諸如摩擦系數(shù))所保存的參數(shù)能夠用來這些方法中。因此，大體上，智能連接或連接體元件使得智能過程對象能夠知道其他上游的或下游的對象或?qū)嶓w。當然，智能連接可以例如以任何期望的或方便的方式限定其他對象之間的連接，系統(tǒng)中的流體類型、諸如液體、氣體、電等，實體的上游側(cè)和下游側(cè)、對于這一智能過程對象其他的實體在該實體的上游和下游，材料、流體、電流等的方向。在一個實施例中，矩陣52可以先于過程流動模塊的執(zhí)行而創(chuàng)建，并可以為智能連接定義工廠中的不同設備之間的互連以及因此不同的智能過程對象之間的互連。事實上，執(zhí)行引擎48可以使用矩陣52來確定上游和下游實體，并因此定義多個智能過程對象和與該些智能過程對象相關聯(lián)的方法之間的通信。更進一步地，一組或多組規(guī)則可以被提供以由智能過程對象使用以彼此之間相互作用、并從彼此得到用于智能過程對象中的方法所需的數(shù)據(jù)、并消除與輸出連接相關聯(lián)的智能對象的影響。
[0079]如果需要，智能過程對象42e也可以包括到可以適用于該對象類型的關鍵文件或可以僅限于智能過程對象42e所屬于的設備的例子(依賴于臨界狀態(tài)和應用)的關鍵文件的熱鏈接，諸如URL。該文件可以是賣方提供的以及用戶特定的。文件的某些示例包括配置、啟動和關閉程序、操作文件和維護文件。如果需要，操作員可以點擊顯示于操作員顯示中的對象，以提出實例細節(jié)(如果有)和用于該設備和相關聯(lián)的設備的一般文件。并且，操作員可以能夠獨立地增加/刪除/改變系統(tǒng)軟件的文件，諸如維護請求、操作問題的記錄等。此外，這些熱鏈接可以是用戶可配置的或可改變的以提供添加到操作員界面中的對象的知識鏈接的能力，以提供到與該對象相關聯(lián)的適當信息的快速導航并提供增加特定于客戶、特定對象類型或甚至對象的特定實例的工作指令的能力。
[0080]盡管過程模塊和過程圖形化在上面被描述為由不同的智能過程對象的互連創(chuàng)建于一起的，它們也可以分開地被創(chuàng)建。例如，過程圖形化可以使用智能過程對象而創(chuàng)建，并且當完成后，用于該圖形化的過程模塊可以基于圖形化元件和它們在圖形顯示中的互連而創(chuàng)建?？商鎿Q地，過程模塊可以使用智能過程對象首先創(chuàng)建，并且一旦創(chuàng)建之后，用于該過程模塊的圖形顯示可以由配置應用程序38使用用于創(chuàng)建該過程模型的智能過程對象中的圖形顯示元件來自動地生成。更進一步地，過程模塊和圖形顯示可以被分開地創(chuàng)建，這兩個實體中的個別元件可以通過彼此加附注(例如使用圖形顯示和過程模塊中的元件的標記屬性)被手動地聯(lián)系在一起。通過這一機制，智能過程對象可以被多個顯示加附注。無論如何，一旦創(chuàng)建了，過程圖形顯示和相關聯(lián)的過程模塊可以被獨立地或分開地運行，盡管它們將典型地如期望的或需要的來回地交流參數(shù)和信息。
[0081]通常而言，一組預先定義的圖形化元件可以被提供于配置應用程序內(nèi)以使得用戶能夠構建反映過程工廠的過程圖形顯示。這些顯示具有被設計用于動態(tài)地示出在線測量和與控制系統(tǒng)相連的致動器的圖形顯示元件，并且因此，可以呈現(xiàn)典型地由操作員或涉及在線操作的其他人員所監(jiān)視并利用的信息。此外，可以使用提供于過程模塊中的在線過程仿真來計算反映過程操作的未測量參數(shù)，還可以將其示為相關圖形顯示的不可分割的部分。以這些及其它方式，過程圖形顯示可以提供通常由工廠員工而不是由諸如工程師或管理人員等的操作人員來監(jiān)視和利用的信息。
[0082]另外，在能夠用于工程或培訓仿真目的的離線環(huán)境中，由過程模塊提供的過程仿真值可以代替由圖形化元件以及相關聯(lián)的控制模塊提供的實際過程測量值而被使用和/或顯示?？梢杂上嚓P聯(lián)的過程模塊或第三方仿真應用程序(例如HYSYS)計算的這些仿真值可以基于實際工廠設定(例如致動器位置或狀態(tài))以及可以經(jīng)由過程圖形顯示以及他們各自的圖形顯示元件而建立并描述于其中的用戶特定擾動設定或值。為了這些目的，為過程圖形顯示的一個離線查看自定義的過程圖形顯示的內(nèi)容層可以例如被生成于培訓環(huán)境中并被使得在該環(huán)境中是可用的。關于過程圖形顯示的該內(nèi)容層的更多細節(jié)在下面詳盡地描述。
[0083]更一般地，過程圖形顯示可以由多個不同類型的人員用于涉及在線或控制情況、以及離線或仿真情況的多種環(huán)境中。為此目的，每個過程圖形顯示可以具有專用于這些不同環(huán)境、情況和人員的多個內(nèi)容層。不像以前的具有分開的、獨立的顯示的系統(tǒng)，這些專用內(nèi)容層是用于限定它們的對象的整體的部分，相同的一個或多個對象已經(jīng)關聯(lián)于必要的信息以生成所有的不同內(nèi)容層。因此，單獨過程圖形顯示的多個內(nèi)容層提供自定義的視圖，而無需配置工程師或其他設計人員為這些視圖中的每個創(chuàng)建個別的顯示。
[0084]生成用于不同功能(操作、工程、維護、管理等)的自定義用戶界面所需的信息的寬度由一個靈活的且可擴展的組的圖形顯示元件和與之相關聯(lián)的仿真算法來提供并支持。這些圖形顯示元件可以符合多種不同類型的過程工廠元件，包括串流元件、過程連接元件、致動器元件、處理處理元件、測量元件和估計的屬性元件，可以為用于創(chuàng)建過程圖形顯示及其廣泛的功能性而預先定義或使得可用?？蛻粼部梢杂膳渲霉こ處焺?chuàng)建或生成，以覆蓋特定類型的前述過程工廠元件、這些元件的組合、以及從基本圖形化形狀(例如線、圈等)構成的完全新的元件。
[0085]串流元件通常限定過程工廠中材料的串流，并可以被曝露于過程圖形顯示中以展示限定該材料串流的組成、密度、流動、溫度、壓力、重量、和/或任何其他參數(shù)。串流元件可以被限定在過程模塊的輸入并被提供給過程模塊中的元件，以從而使得材料流過過程模塊的流動能夠被建模并描述于圖形顯示中。類似地，串流元件可以被示于過程模塊的輸出或尾端，以在圖形顯示中說明由該圖形顯示所描述的過程工廠的部分的材料輸出。串流元件也能夠用來限定不同的圖形顯示(以及相關聯(lián)的過程模塊)怎樣與彼此連接起來。例如，一個過程模塊中的輸出串流可以是另一個過程模塊的輸入串流，并可以供給在其他過程模塊的輸入串流所使用的值。串流可以包括以下四部分:名稱(例如，PH流)、方向(例如，流動輸入)、測量(例如，流動、壓力、溫度)、以及組成(例如，氮、氨等)。然而，如果需要，串流能夠具有其他部分或參數(shù)。
[0086]過程連接元件限定工廠中的材料被從一個設備輸送或運送到另一個設備的方式，材料諸如固體材料、液體和蒸汽、以及氣體。為了清楚地說明經(jīng)過過程的材料流動，可以使用三種不同類型的過程連接，包括管線、管道和傳送帶。當然其他連接元件，諸如將功率通量呈送到電化學過程中的電纜，也可以被使用。管線通常被用于圖解(并仿真)工廠中的液體和高壓蒸汽或氣體流。管道通常被用于圖解(并仿真)工廠中的低壓氣體流。傳送帶通常被用于圖解(并仿真)固體材料在處理處理單元之間的移動。因此，每個過程連接元件限定了連接的類型，諸如被用于在設備的輸入或輸出提供材料的管線連接、管道連接或傳送帶連接。
[0087]如果需要，由連接所傳送的材料的屬性由上游輸入確定。該信息加上一個定義該連接是否完成的連接狀態(tài)變量可以作為圖形顯示上的連接元件的屬性而被置為可用。連接元件可以開始于處理處理元件輸出、致動器元件輸出或串流元件輸出。以一種類似的方式，連接元件可以結束于處理元件輸入、致動器元件輸入或串流輸入。
[0088]當光標被置于圖形顯示中的連接元件之上時，連接元件的性質(zhì)可以被自動地顯示。此外，與連接元件相關聯(lián)的性質(zhì)可以通過在連接元件上放置測量或估計的性質(zhì)元件(在下文中定義)而為了永久顯示而曝露。如果需要，連接元件可以通過在一個元件輸出(諸如串流輸出、處理元件輸出或致動器元件輸出)上按住鼠標左鍵、并當按住鼠標上的鍵時將光標置于一個元件輸入上而被創(chuàng)建。為了連接成功地建立，上游和下游元件的輸入和輸出類型(管線、管道或傳送帶)必須匹配。連接將自動地呈現(xiàn)上游元件的類型。
[0089]如果需要，管線元件能夠在過程圖形顯示中被展示或描述為管線連接，管道元件(例如，空氣或氣體)能夠被示為管道，而傳送帶元件可以被示為傳送帶。管線、管道和傳送帶元件連接能夠在處理元件之間被自動地定路線，并且箭頭可以被顯示于這些元件的描述之外以示出流動的方向。如果上有輸出對于兩個連接是公共的，則“T”元件可以被包括于管線、管道或傳送帶中。類似地，“T”元件能夠用來組合多個輸出。傳送帶元件的顏色或其他圖形化性質(zhì)可以變化以指示其狀態(tài)，例如，運行/停止、流動/未流動、阻塞等。通常而言，沿著傳送帶的材料流動由連接到傳送帶的電機驅(qū)動所決定。因此，電機驅(qū)動致動器(一個致動器元件，將在下文中詳述)可以被連接到傳送帶。另外，測量元件(描述于下文中)能夠被連接到管線、管道和傳送帶元件以使得可能揭露與管線、管道或傳送帶元件相關聯(lián)的測量，諸如傳送帶的速度或管線或管道中的材料流動速度，傳送帶、管線或管道之上或其中的材料的性質(zhì)，例如濕度或重量。另外，可以增加揭露的屬性元件以顯示尚未測量的傳送帶、管線或管道之上或其中的材料的性質(zhì)，例如，材料的組成成分。
[0090]如果需要，每個管線、管道和傳送帶元件可以以圖形方式且動態(tài)地反映丟失的連接(例如通過顏色改變)，并且一個選擇的性質(zhì)(壓力、溫度、長度等)在配置的限制(例如，通過顏色改變)之外。另外，由相關聯(lián)的過程模塊計算的參數(shù)可以被揭露于圖形中。例如，由上游連接、連接狀態(tài)是壞還是好、連接元件的一個或多個所選擇的參數(shù)上的限制等所提供的性質(zhì)可以被揭露于圖形顯示中，以向操作員提供關于連接元件或由該連接元件傳送的串流的信息。
[0091]通常而言，致動器元件是執(zhí)行某些關于串流的激勵的元件，并可以被置于不同的連接元件之間或處理元件和連接元件之間。致動器元件的示例包括調(diào)節(jié)閥(具有致動器)、開關閥(具有致動器)、泵(具有電動機)、壓力排風扇(具有電動機)、感應排風扇(具有電動機)、排放器(具有開關閥)、風門(具有驅(qū)動器)、饋送器(具有變速電動機)、傳送帶電動機驅(qū)動器(可以被附著于傳送帶元件)等。
[0092]閥元件的圖形化描述可以動態(tài)地反映隱含的閥位置(例如通過動畫)，閥故障(例如通過顏色改變)，閥全開/關閉位置(例如通過色彩變化)，以及相關聯(lián)的控制該閥的控制塊的AO、DO、DC設定點、PV、OUT、模式等(例如通過數(shù)值串或其他指示)。與閥元件(用于過程模塊中)相關聯(lián)的仿真元件可以具有計算與閥致動器相關聯(lián)的參數(shù)的仿真算法，參數(shù)諸如釋放壓、質(zhì)量流量、液體溫度、液體成分、入口壓力以及出口壓力。如果需要，這些仿真的或計算的參數(shù)可以被揭露于過程圖形內(nèi)。然而，用戶或配置工程師必須經(jīng)常地配置在對與閥以及閥類型(例如，線性、快速開啟、平均百分比、閥調(diào)整尺寸等)相關聯(lián)的A0、D0或DC塊的參考、以及從開啟到關閉的動程時間。當然，可用于仿真材料流過閥的閥的操作的仿真算法可以取決于閥以及調(diào)整尺寸信息的類型。
[0093]泵元件的圖形化描述可以自動地反映電動機狀態(tài)(例如使用色彩變化)，相關聯(lián)的DO或DC功能塊模式和設定點(例如使用串)、電動機速度(如果使用變速驅(qū)動器)、AO設定點、PV、OUT模式(如果使用變速驅(qū)動器)以及其他期望的參數(shù)。類似地，對于該元件的過程仿真(用于過程模塊中)可以確定或計算諸如釋放壓、液體成分、液體溫度、以及質(zhì)量流量的參數(shù)，這些參數(shù)可以被揭露于圖形顯示中。用戶可能需要基于泵類型定義泵曲線。然而，用戶可以配置對與電動機啟動/停止相關聯(lián)的DO或DC塊的參考、對與用于變速驅(qū)動器(如果使用)的AO功能塊相關聯(lián)的參考、以及用于定義泵的操作的泵曲線(例如，壓力對比流量)。
[0094]強制通風或感應風扇致動器元件的圖形化描述可以具有描述，其動態(tài)地反映電動機狀態(tài)、DO或DC功能塊模式和設定點、電動機速度(如果使用變速驅(qū)動器)、A0設定點、PV、0UT、D0或DC功能塊模式(如果使用變速驅(qū)動器)以及其他期望的參數(shù)，任意參數(shù)可以被揭露于圖形顯示內(nèi)。對于該元件的過程仿真元件(用戶過程模塊中)可以確定或計算諸如釋放壓、氣體成分、氣體溫度、以及氣體質(zhì)量流量的參數(shù)，這些參數(shù)可以被揭露于圖形顯示內(nèi)。用戶可以配置對用于電動機啟動/停止的相關聯(lián)的DC塊的參考、對用于變速驅(qū)動器(如果使用)的AO塊的參考、以及用于限定風扇的仿真的操作的風扇曲線(壓力對流量曲線)。
[0095]處理元件包括以某種方式處理材料或串流的工廠設備。通常而言，到達和來自處理元件的所有輸入和輸出將被使得通過連接元件。標準處理元件包括罐(垂直的或水平的)、加熱器、靜態(tài)混合器、反應器、混合器、空氣加熱器和任何執(zhí)行某種類型的簡單或標準處理活動的其他元件。對于標準處理元件，用戶可以指定到元件的輸入和輸出的數(shù)量以及物理設備性質(zhì)，例如體積等。這些標準處理元件的仿真算法和靜態(tài)表示可以被設定以使得它們不能被用戶修改但可以被選擇，如前面在配置時間所描述的。當然，如果需要，可以將其他的通常更復雜的工廠設備(諸如蒸餾塔、蒸發(fā)器、分離器、鍋爐等)實現(xiàn)為自定義處理元件。此類自定義處理元件的靜態(tài)表示、輸入端和輸出端的數(shù)目以及仿真算法可以被修改以適應用戶界面要求。一旦自定義處理元件已經(jīng)被定義，則可以將其保存為可以被重復使用或用作創(chuàng)建其它處理元件時的起始點的合成物或模板。
[0096]可以基于到該罐的管線連接來配置罐標準處理元件(垂直的或水平的)，并且罐元件可以動態(tài)地反映罐中的液面(例如使用動態(tài)的動畫)以及100%或空的液面(例如使用顏色改變)。用于該罐的過程模塊仿真可以通過圖形顯示來計算和揭露參數(shù)，諸如出口溫度、出口成分、液體溫度以及罐的仿真的液位。然而，為了將罐聯(lián)系到系統(tǒng)中，用戶或配置工程師可能需要配置輸入和輸出連接的數(shù)量、到該罐的完整連接、罐性質(zhì)，諸如尺寸(例如，直徑和高度)等。
[0097]加熱器處理元件可以通過圖形顯示動態(tài)地計算并反映熱傳導系數(shù)(例如使用色彩變化)、出口產(chǎn)品溫度、入口產(chǎn)品溫度、出口溫度(假定固定滴液)等。用戶或配置工程師可能需要配置到加熱器的完整的連接、加熱器表面面積和清潔時的熱傳導系數(shù)。
[0098]當然，其他處理元件，諸如靜態(tài)混合器、反應器、混合器、空氣加熱器、熱交換器等，可以具有為這些類型的設備自定義的顯示和仿真能力。非標準處理元件，諸如蒸餾塔、蒸發(fā)器、分離器、鍋爐等，可以使用常規(guī)處理元件而圖形化的表示，在該常規(guī)處理元件中，如果與容器相關聯(lián)的仿真沒有包含于標準選擇中，其可以是用戶定義的。這些元件中的處理可以被描述或定義為關于該容器的每個輸入到每個輸出的階躍響應模型。輸入可以是氣體和/或液體串流。可替換地，用戶可以定義描述處理元件的輸入和輸出之間的關系的公式，而且這些公式可以被存儲于使用該元件以執(zhí)行仿真的過程模塊中。如果需要，某些簡單的靜態(tài)圖形表示可以被提供以幫助用戶快速地創(chuàng)建與常規(guī)處理元件相關聯(lián)的靜態(tài)圖形。如果這些簡單的圖形被使用，則用戶可能需要僅指定期望數(shù)目的輸入和輸出連接以及由該自定義處理元件支持的連接的類型(例如管線、管道或傳送帶)。相應地，圖形項將被顯示并能夠被立刻用于操作員圖形顯示的創(chuàng)建中。如果需要，如果用戶選擇定義仿真算法，與過程元件的每個輸入和輸出相關聯(lián)的增益和任何動力學可以被指定?；谒x擇的方法，自定義處理元件輸出的性質(zhì)可以被不同地計算。此外，用戶可以參考其已經(jīng)在分離的軟件組件中定義的算法中的一個或多個。
[0099]另外，可以為創(chuàng)建自定義處理元件而提供多個預先定義的合成物或模板。這些模板可以包括例如鍋爐模板，其具有計算排放氣體O2、排放氣體CO、產(chǎn)生的串流、鍋爐筒液面以及鍋爐通風的常規(guī)算法。此類模版可以基于單獨的燃料輸入。然而，通過修改模板，仿真具有多個燃料輸入的鍋爐是可能的。其他預先定義的模板可以包括容器旋風分離器模板，其可以連同噴霧干燥器一起使用，并且其可以包括階躍響應模型以仿真該分離器的操作。類似地，柱體模板、噴霧干燥器、蒸發(fā)器主體可以使用階躍響應模型以定義預期的過程相應。在一個蒸發(fā)器中，基于能量輸入和輸入流量的濃度，可以計算輸出流量的濃度和蒸汽釋放。多個蒸發(fā)器元件可以被與熱交換器和排放器元件連接在一起以創(chuàng)建多效蒸發(fā)器。類似地，專用容器堆棧自定義模板處理元件可以和鍋爐處理元件一起使用。在此情況下，如果需要，入口的性質(zhì)可以被傳送通過堆棧而不作修改，或者可以反映在該堆棧中執(zhí)行的減排。
[0100]能夠用來創(chuàng)建過程圖形顯示和過程模塊的其他類型的元件包括測量元件和性質(zhì)元件。測量元件包括變送器元件和開關元件，變送器元件能夠用在圖形顯示中以訪問與物理變送器相關聯(lián)的測量值。通常，變送器元件可以動態(tài)地反映不好的或不確定的狀態(tài)、控制模塊中的相關聯(lián)的Al功能塊的模式、與實際變送器(傳感器)相關聯(lián)的測量值和單位或與實際變送器相關聯(lián)的其他數(shù)據(jù)。在離線模式(或仿真模式)中，變送器元件能夠用來訪問并顯示由過程模塊提供的仿真值而非與Al或PCI塊相關聯(lián)的值，或能夠用來向控制模塊中的相關聯(lián)的Al塊提供測量值作為將用于仿真的控制例程中的測量。變送器元件能夠被添加到連接元件或處理元件，并當此類變送器元件被添加到顯示時，用戶將通常需要識別提供測量的控制器方案中的相關聯(lián)的Al、PCI或DI塊。在在線模式中，可以緊挨著此測量元件顯示測量的值。在離線模式(或仿真模式)中，測量的仿真值(如由相應過程模塊產(chǎn)生的)可以被自動地顯示。在在線操作中，用戶能夠在測量故障的情況下選擇切換對仿真的值的控制和顯示。
[0101]開關元件可以動態(tài)地反映不好的或不確定的狀態(tài)、相關聯(lián)的DI (例如，手工的或OS)的模式、開關的分離的值(開、關等)。當在離線仿真模式下，用戶可以通過選擇仿真值或手動值和狀態(tài)并通過輸入開關的值和狀態(tài)，使用開關顯示元件來訪問并改變圖形顯示和控制模塊中的開關參數(shù)。然而，用戶可以通常通過提供到控制模塊中的相關聯(lián)的DI塊的參考、到觸發(fā)開關的元件性質(zhì)的參考、并提供與開關的狀態(tài)變化相關聯(lián)的限制和死區(qū)，來配置開關元件。
[0102]估計的性質(zhì)元件通常揭露如由過程模塊所確定的系統(tǒng)的估計的性質(zhì)，并可以被添加到連接或處理元件以顯示該元件的任何性質(zhì)。當該元件被置于一個連接元件或一個設備上時，用戶能夠瀏覽并選擇將被顯示的性質(zhì)。因此，仿真在物理測量中不可得的性質(zhì)可以通過估計性質(zhì)元件的使用而被揭露。此類估計的性質(zhì)元件可以動態(tài)地反映好/壞連接、估計的性質(zhì)值、以及在相關聯(lián)的限制或變化之外的性質(zhì)。用戶通常必須配置對將被顯示的性質(zhì)的參考以及對于該元件的限制和顏色改變，如果該性質(zhì)在限制之外。
[0103]應能理解，通過將變送器元件和估計的性質(zhì)元件附著于處理元件、致動器元件和連接元件，與這些過程工廠元件的輸入和輸出相關聯(lián)的性質(zhì)可以在在線操作或離線仿真過程中被參考。這些性質(zhì)也可以在過程圖形顯示中被置為可視的。
[0104]I1.功能和模塊在應用程序中的高效呈現(xiàn)
[0105]參考圖3，圖形顯示配置應用程序38 (例如，控制工作室應用程序38A、瀏覽器應用程序38B)的用戶界面可以包括主窗口 200，其具有多個用于組織關于過程配置、處方設計等的功能性的窗口。更具體地，主窗口 200可以包括主內(nèi)容或編輯窗口 210、導航或模塊瀏覽器窗口 212、參數(shù)窗口 214、調(diào)色板窗口 216、搖攝和縮放窗口 218、警報窗口 220、活動窗口222、參考窗口 224、觀察窗口、公式窗口、多模選擇窗口等。此外，窗口 200的生成的部分或全部可以包括諸如帶狀菜單300的命令窗口，在下面更為詳細的討論中也被稱為“帶300 ”。
[0106]在至少某些實施例中，所支持的窗口能夠被打開并關閉、脫離、調(diào)整尺寸、以及浮動或移動到桌面上的任何位置，以使得用戶能夠自定義工程環(huán)境并實現(xiàn)更好的效率。具體地，主應用程序框架之外的浮動窗口允許用戶當查看或修改更大的模塊時具有對于主內(nèi)容或編輯窗口 210更多的“不動產(chǎn)”。
[0107]參考窗口 224可以描述對于當前模塊的所有參考(例如，讀、寫)或配置應用程序中的處方。通常而言，參考窗口 224在一個顯示中以邏輯的并且用戶友好的方式列出控制參考和全局變量，并支持對選項過濾并分類以改善用戶體驗。例如，參考可以根據(jù)模塊名稱、單元、處理單元、區(qū)域等被過濾或分類。響應于用戶指令或根據(jù)預存的設定，參考列表可以被壓縮，以僅示出模塊名稱或完整的模塊路徑?？刂茀⒖剂斜硪部梢宰R別無效的參考(例如，數(shù)據(jù)庫中不存在的參考)。參考窗口 224也能夠被用于列出包含于主內(nèi)容窗口 210或另一當前所編輯的顯示中的全局變量。
[0108]在操作中，用戶打開參考窗口 224以查看與一個對象相關聯(lián)的參考。在一個實施例中，參考窗口 224包括交互式表格，其中正在被被分析或編輯的模塊或圖形化對象被列在左列中，而右列列出正被編輯的模塊或圖形(例如，數(shù)據(jù)鏈接)的外部的參考。此外，一列“參考條件”可以列出參考條件，諸如當參考不存在或因為其他原因無法分析時列出“壞”。更進一步地，另一列可以列出關于參考為什么是“壞”的可能原因的意見或建議，諸如，例如，數(shù)據(jù)的可不可用。
[0109]附加地或可替換地，參考窗口 224也能夠包括“參考狀態(tài)”列以在運行期間指示:例如，I/o、設備的錯誤狀態(tài)，或參考的警報狀態(tài)。在至少某些實施例中，“參考條件”和“參考狀態(tài)”列僅當運行數(shù)據(jù)庫能夠用來比較時被呈現(xiàn)于參考窗口 224中。以這種方式，生成參考窗口 224不會不利地影響系統(tǒng)性能。
[0110]如果需要，參考窗口 224還可以用來預覽動畫。例如，可以選擇參考窗口 224中的參考對象并可以輸入“仿真”值以使得能夠在不使用數(shù)據(jù)庫的情況下測試所配置的動畫。以這種方式，用戶不必啟動專用應用程序或窗口來測試對象動畫。
[0111]此外，對參考窗口 224中的條目的分類可以是可通過“上”和“下”箭頭訪問的，控制機構將允許列分類。更進一步地，當用戶選擇參考窗口 224中的一個表達式時，用戶界面優(yōu)選地在導航窗口 212中突出顯示相應的對象。在一個實施例中，在參考窗口 224中列出的參考是可導出到另一應用程序的，例如，諸如Excel。
[0112]通常，相對于參考而言，控制工作室應用程序38A和/或瀏覽器應用程序38B可以支持針對設備信號(I/o)標記的參考列表以顯示:例如，從功能塊“讀”和“寫”的列表以及表達式；與批處理模塊和歷史記錄模塊中的節(jié)點分配有關的工廠區(qū)域、過程單元和單元模塊；以及在特定庫中的所有設備和設備模板。此外，通過別名被提及的控制模塊可以包括該別名作為參考，從而使用戶能夠通過右鍵點擊主內(nèi)容窗口 210中的該模塊、通過“懸停”在控制模塊之上或以任何其他期望的方式來識別該別名。
[0113]繼續(xù)參考圖3，參數(shù)窗口 214可以支持現(xiàn)場編輯，使得用戶不需要啟動另一對話或訪問另一菜單項以識別參數(shù)。此外，參數(shù)窗口 214可以支持編輯圖形化對象參數(shù)并提供對對象動畫的訪問。更進一步地，參數(shù)窗口 214可以允許用戶修改一個所選擇對象的靜態(tài)和動態(tài)(動畫)特性。
[0114]如在下面更為詳細地描述的，用戶能夠保存一個或多個默認布局。每個布局可以包括，例如，一組窗口、該組中每個窗口的尺寸、過濾器設置以及每個窗口的位置。此外，用戶可以通過激活適當?shù)目刂?例如，按鈕、對話框等)分配一個自定義名稱。
[0115]在另一方面，用戶界面38可以支持快速訪問工具欄240，以允許用戶通過為常用任務創(chuàng)建容易訪問的捷徑來自定義他或她的環(huán)境。在一個實施例中，快速訪問工具欄240可以包括用戶可以根據(jù)需要擴展或縮減的默認一組的常用命令，諸如保存、撤銷、重做等。在某些實施例中，用戶界面38包括在帶300之上或之下顯示快速訪問工具欄240的選項。
[0116]此外，用戶界面38可以去除關于非授權或未付費功能的所有視覺指示。例如，如果軟件模塊無法找到或認證用于配置并執(zhí)行成套操作員界面應用程序32中的過程批組的許可證，則用戶界面38可以對該用戶隱藏所有的批功能和選項，以避免無關的選項將用戶弄糊涂并且弄亂屏幕200。
[0117]用戶界面38還可以提供“查看”選項以確定是否應在瓦片/有窗口、耳片的或另一視圖中顯示主內(nèi)容窗口 200的窗口。例如，用戶界面38可以限制顯示于該視圖中的窗口或窗口的數(shù)量為四。用戶還可以具有替換這些窗口的每一個中的附加對象的能力。
[0118]在一個實施例中，控制工作室應用程序38A以及瀏覽器應用程序38B中的每個的導航窗口 212可以顯示類似的模塊瀏覽器窗口。圖4舉例說明使用兩個窗口用于垂直和水平導航的“標準”分層導航窗口的兩個示例310和312，圖5分別舉例說明階段邏輯模塊和處方窗口 320和322,每個與本公開的教導一致。在圖5的不例中，箭頭用于導航和擴充選擇。點擊項目組聚焦于已經(jīng)包含于主內(nèi)容或編輯窗口 210中的對象,或從合成物或包含于分層的其他配置項中“鉆取數(shù)據(jù)”。該特征通過使得配置工程師更容易導航模塊、設置期望的焦點、并訪問對象以做出配置改變，改善了使用的速度。此外，此特征還促進了從處方級別的階段鉆取數(shù)據(jù)的重要增強。
[0119]如圖5所示，導航窗口 212可以支持多個標簽以根據(jù)物理和邏輯項有多么與顯示于主內(nèi)容/編輯窗口 210或另一窗口中的信息相關來分離在分層結構(例如樹)中顯不的物理和邏輯項。例如，圖5中的導航窗口 212包括列出了正在主內(nèi)容窗口 210中編輯的對象的“開放模塊”標簽(示于左邊)。如下面將更為詳細地描述的，應用程序38A和38B的用戶界面也可以支持相同類型的多窗口，諸如編輯窗口 210。在這些實施例中，“開放模塊”標簽可以列出在每個編輯窗口中正被編輯的所有對象。
[0120]相反，導航窗口 212的“所有模塊”標簽(在右側(cè)描繪)可以顯示能夠用來當前模塊或處方中的所有現(xiàn)存已配置項。因此，事實上，“開放模塊”標簽充當了過濾器以選擇可用項的一個子集。因為在一個典型的過程控制系統(tǒng)中的項的數(shù)目能夠使非常龐大的，例如，兩標簽方式允許用戶在導航窗口 212中有效地識別相關的項，以查看這些項該結構的其余部分之間的關系。
[0121]此外，導航窗口 212能夠提供其他類型的過濾，諸如基于內(nèi)容的過濾。例如，當一個配置工程師開發(fā)了一個處方，導航窗口 212能夠?qū)㈥P于該特定處方的對象列在一個單獨的標簽中。作為更具體示例，如果配置工程師正在定義處方的操作，則在一個標簽中的項的列表可以包括可以作為步驟被添加到處方中的階段類別，并且不包括不能夠被添加添加到處方中的階段類別。同時，“所有模塊”標簽能夠?qū)⑺锌捎玫碾A段類別列在相應的數(shù)據(jù)庫中。
[0122]應認識到的是，將導航窗口 212呈現(xiàn)為兩個或更多標簽減少了點擊或者用戶必須執(zhí)行的其他動作的數(shù)目。換言之，用戶可以能夠跳過拖放步驟、現(xiàn)存配置項的分配/操作等。圖6舉例說明一個在處方過程的環(huán)境下的模塊瀏覽器窗口 332中的配置標簽330。配置標簽330使得用戶能夠?qū)F(xiàn)存單元過程添加到相應圖表中。
[0123]現(xiàn)存配置部分可以包含合成物和模塊以減少將合成物或模塊添加到開放模塊所需的點擊的數(shù)目。用戶能夠直接地在模塊內(nèi)拖、放項目，而不必導航穿過插入自定義塊“經(jīng)典”選項。圖7舉例說明例如當模塊在可以被控制工作室參考的總體控制應用程序中開放時的另一模塊瀏覽器窗口 334中的配置標簽330的不例。
[0124]圖8和圖9舉例說明與本公開一致的參數(shù)窗口 350的一個可能實施例。為了減少用于用戶界面38不允許通過直接鍵入來與值相關聯(lián)的參數(shù)的選擇、點擊以及相關對話框的數(shù)目，例如，窗口 350可以擴展至支持同一個窗口內(nèi)的配置修改，與啟動單獨的對話框相反。因此，用戶可以在編輯模式中點擊用于PID塊的控制選項行352。然而，典型的已知系統(tǒng)在該情況或類似情況下將啟動單獨的對話窗口，本公開的參數(shù)窗口 350的部分356可以響應于點擊或另一指示用戶的選擇的事件而擴展。擴展部分356可以相應地允許用戶選擇一個或多個選項，如圖9所示。
[0125]另外，用戶界面38可以將參數(shù)過濾能力集成到帶300中，而非某些已知應用程序所使用的復選框。
[0126]圖10舉例說明圖8和圖9所示參數(shù)窗口 350的現(xiàn)場編輯特征。在本示例中，窗口350可以支持拖放參數(shù)以助于參數(shù)推延。圖10舉例說明具有處方參數(shù)的參數(shù)窗口 350 —個可能實施例。
[0127]II1.移動和調(diào)整窗口
[0128]在某些實施例中，窗口最初停在桌面上的默認位置。用戶能夠在期望的窗口的標題欄上點擊以激活在其他選項之中提供允許窗口被移動(“浮動”)到不同位置的浮動控制的菜單。。每個停靠窗口的標題欄可以包含窗口名稱、激活自動隱藏的控制以及關閉窗口的控制。一旦經(jīng)由浮動控制轉(zhuǎn)換成浮動窗口，則窗口能夠“自動?？俊痹谄渌翱诘倪吘?，在編輯工作區(qū)外面拖曳等。在至少某些實施例中，停靠的和浮動的能夠被調(diào)整尺寸。當一個停止的窗口的尺寸被調(diào)整時，工作室應用程序38A或者瀏覽器應用程序38B的用戶界面可以自動地一個或多個相鄰的停止的窗口的尺寸，從而使得每個窗口的內(nèi)容仍是可見的。如果需要，用戶界面還可以調(diào)整在窗口中使用的文本字體的尺寸(例如，將大小從9號減小到8號)。
[0129]在一個實施例中，配置應用程序38的用戶界面還能夠允許窗口被定位于主應用程序窗口之外。該特征提供了更為整潔的空間以設計控制策略或圖形，或執(zhí)行其他工程任務。此外，配置應用程序38的用戶界面能夠支持自動隱藏特性以隱藏停止?？康拇翱?，僅示出窗口標題欄的名稱。例如，用戶能夠通過點擊設置在停止?？康拇翱诘臉祟}欄的專用按鈕來激活該特性。當一個隱藏的窗口被再次激活，標題欄能夠恢復水平的隊列。如果需要，可以與其它?？看翱陬愃频貙﹄[藏窗口進行定位。
[0130]IV.自定義和保存布局
[0131]用戶能夠激活本文所討論的某些特征以選擇或定義將被應用于導航窗口 212的過濾器，選擇將在命令窗口 300中顯示的控制，根據(jù)期望對窗口進行定位、調(diào)整尺寸、堆疊、分組和調(diào)整窗口，選擇字體大小、顏色、背景、以及其他文本或圖形特性，并執(zhí)行進一步調(diào)整以定義對于特定用戶而言方便的且直觀的工作環(huán)境。用戶界面可以進一步允許用戶自定義各列在主內(nèi)容區(qū)域中的放置、尺寸確定、過濾、分組以及堆疊，以定義自定義布局。如前面所指出的，用戶還可以自定義快速訪問工具欄240。用戶可以根據(jù)期望來保存所定義的配置并恢復所保存的配置。在某些實施例中，用戶界面可以在退出或另一事件發(fā)生時自動地保存配置，以允許用戶稍后恢復優(yōu)選的布局。
[0132]因此，例如，某用戶可以主要地工作于過程工廠的區(qū)域“A”，并且可能不希望將他或她的工作區(qū)與關于區(qū)域“B”和“C”的數(shù)據(jù)弄亂。用戶可以相應地保存布局、過濾器、以及為區(qū)域“A”中的工作而具體限定的其他偏好。如另一個示例，用戶可能主要地對控制策略感興趣，而對個別的物理設備不感興趣，并且可以相應地保存過濾器和為了查看并編輯諸如功能塊圖表、階梯圖表等的邏輯實體而調(diào)整的布局。另外，某些用戶可能有多個角色，并相應地可以為不同的操作模式定義多個自定義布局。
[0133]V.配置應用程序中的調(diào)色板窗口
[0134]圖11舉例說明調(diào)色板窗口 400的一個可能實施例。在本示例中，調(diào)色板窗口 400包括用于在設計邏輯圖表或程序中使用的各種元件的圖標402。每個圖標402可以包括關于相應功能的直觀的可視提示(例如，用于布爾“或”的一般門符號)，在某些實施例中，還可以包括文本標識符。用戶可以使用任何定位設備(例如鼠標)來選擇期望的圖標402，并將所選擇的項拖曳到內(nèi)容或編輯窗口 210的討論區(qū)。默認地，用戶界面38可以在調(diào)色板400中創(chuàng)建自定義或用戶特定的類別，以將向配置工程師揭露該特征。以這種方式，配置工程師無需通過一個或多個菜單訪問該特征。另外，用戶能夠?qū)㈩~外的項添加到自定義調(diào)色板(例如，通過拖和放)以創(chuàng)建通常所使用的配置對象的個人庫。如果需要，用戶另外可以給該類別重新命名。
[0135]V1.配置應用程序中的縮放特征
[0136]參考圖3，通過允許用戶在用大的和/或復雜的模塊和處方進行工作時更好地導航相應的圖表，搖攝和縮放窗口 218改善了使用用戶界面38的整體的便利性。如圖12所示，窗口 410可以包括一個對象或多個對象的收集412，其尺寸可以放大或縮小。對象412可以表示，例如，過程工廠中相互連接的現(xiàn)場設備、使用現(xiàn)場總線協(xié)議的控制方案的功能塊、處方過程或操作的階段等。在這些實施例中的某些中，縮放功能可以是一個滑動條，從而用戶可以容易地選擇呈現(xiàn)于主窗口中的圖形的期望的尺寸。此外，用戶界面38可以在以后操作縮放控制時實時地放大或縮小顯示于主窗口 210中的圖形。因此，用戶不必如在大多數(shù)軟件程序中常見的那樣輸入目標放大百分比以查看所選擇的尺寸是否令人滿意。
[0137]VI1.表達式編輯器
[0138]圖13-15舉例說明表達式編輯器500，其具有針對用戶和控制工作室應用程序38B之間的交互被最優(yōu)化的表達式編輯器窗502，盡管表達式編輯器500的其他應用也是可能的。表達式編輯器500可以支持多個操作模式，諸如編輯、調(diào)試等，而且表達式編輯器窗502可以根據(jù)當前所選擇的模式而適用表達式編輯器工具欄510。在一個實施例中，表達式編輯器窗口 502是從支持企業(yè)查看應用程序和瀏覽器應用程序的主應用程序中發(fā)起的單獨的應用程序窗，以采取多個示例。結構化的文本編輯器的外觀和行為優(yōu)選地與表達式能夠被修改的所有的位置是相同的。圖13中的窗口 502舉例說明用于表達式編輯器500在編輯模式下的一個可能的一般布局。
[0139]表達式編輯器工具欄510可以允許用戶以直觀的方式插入任何適合的結構化文本(例如，功能、常數(shù)、操作數(shù)等)。功能和操作數(shù)可以包括算術操作數(shù)、布爾表達式、以及其他構件。在一個實施例中，工具欄510不能使不可能或無用的選擇處于給定的環(huán)境下。因此，例如，圖13的表達式編輯器工具欄510僅顯示用戶在給定模式下、在當前操作階段所能夠合理地援弓I的那些選項和控制。
[0140]如前面所指出的，可以以邏輯的方式將功能和命令分組。圖13-15所示的示例舉例說明工具欄510的某些可能的布置。此外，快速訪問工具欄520可以總是提供到以下通用命令的捷徑:打開、保存、撤銷、重做、打印、字體、評論等。優(yōu)選地，用戶具有將任何在表達式編輯器500中可訪問的指令添加到快速訪問工具欄520的能力，以提高效率和使用的便利性。
[0141]另外，表達式編輯器500可以支持智能(例如，IntelliSense)鍵入識別。例如，當參數(shù)名稱后面是時段時，表達式編輯器500可以呈現(xiàn)可能選擇的下拉框以增加編碼效率。另外，表達式編輯器500優(yōu)選地支持查找和搜索/替換功能。
[0142]在實施例中，表達式編輯器500支持碼片段以促進容易地插入和通用碼的重復使用。使用本特征，用戶能夠選擇編輯窗524中的代碼的片段，并將該選擇保存為具有一個自定義名稱的一個片段。工具欄510可以包括用于插入片段的命令，以允許用戶從所保存的片段的集合中進行選擇。在某些實施例中，片段的集合可以作為用于快速可視選擇的“旁聽席”出現(xiàn)在工具欄510的動態(tài)部分中，。
[0143]在某些實施例中，當用戶鍵入功能或從工具欄510選擇該功能時，正確的語法以及用于可配置項的占位符自動地出現(xiàn)在編輯器窗524中?！白詣诱迟N”語法的選項可以是用戶可選擇的選項，優(yōu)選地默認激活。另外，表達式編輯器500可以為所有命令和功能提供環(huán)境敏感的幫助。
[0144]當表達式編輯器500處于調(diào)試模式時，核實表達視窗口可以變?yōu)橛^察窗口。默認地，觀察窗中的功能塊輸入、輸出、參考的參數(shù)以及本地變量的所有的值可以獲取當前值，優(yōu)選地具有去除一個或多個所選值的選項。
[0145]此外，當表達式編輯器500處于調(diào)試模式時，工具欄510可以自動地變?yōu)橹С终{(diào)試操作。例如，用于以下調(diào)試命令/操作的控制可以出現(xiàn)在工具欄510上:單步執(zhí)行、切換斷點(具有用于多個斷點的支持)、運行到斷點、運行一次、從頭運行、重置/退出、暫停執(zhí)行坐寸ο
[0146]當用戶將鼠標置于參數(shù)上時，當前值可以以懸停方式顯示于該參數(shù)上。一旦出現(xiàn)懸停彈出，則用戶能夠強制該值，如果需要的話。懸停窗口的外觀還可以給出該值被強制的可視指示。另外，懸停彈出可以顯示可用性質(zhì)、參數(shù)或控制的一個子集?？梢曰谟脩魧⑦x擇特定的性質(zhì)、參數(shù)或控制的可能性來選擇該子集。
[0147]另外，表達式編輯器500可以通過突出顯示已被執(zhí)行的行來指示通過代碼的當前程序位置和執(zhí)行路徑。應認識到的是本特征對包含復雜條件邏輯的表達式可能是有用的。在另一方面，從在線模式改變到編輯模式應提供選項以去除或維持斷點。
[0148]VII1.命令窗口中的環(huán)境特定命令呈現(xiàn)的示例
[0149]圖16-24舉例說明各種操作狀態(tài)下的被實現(xiàn)為帶300的命令窗口的附加示例。特別地，作為一個示例，圖16中所示的操作狀態(tài)602對應于其中剪貼板功能不可用的環(huán)境中“本地”標簽的選擇。同時，用戶界面38可能已經(jīng)確定該環(huán)境可以要求與圖表模式相關聯(lián)的各種操作。
[0150]此外，圖17舉例說明對應于“圖表”標簽的選擇的操作狀態(tài)602，圖18舉例說明對應于“視圖”標簽的選擇的操作狀態(tài)604，圖19舉例說明對應于“設置”標簽的選擇的操作狀態(tài)606。同時，圖20-24舉例說明示例性的操作狀態(tài)608-616，用戶界面38在其中提供附加的環(huán)境特定的標簽，諸如“項”標簽、“對于SFC在線”標簽等。
[0151]最后，圖25和26舉例說明對應于另一用戶選項的選擇的視圖700和704。具體地，圖25舉例說明關于模塊配置的額外選項的菜單。例如，由于空間的限制或相關的使用頻率，選項702可以不呈現(xiàn)于帶300或快速訪問欄240上。參看圖26，視圖704對應于用戶選擇快速訪問工具欄240自定義選項。需要注意的是，例如至少在視圖700和704中，用戶界面38可以都依賴特定環(huán)境且可視的帶的選項以及在選項列表形式下的“傳統(tǒng)”選項菜單。
[0152]通常而言，諸如帶300的命令窗口可以包括任何數(shù)目的可選擇控制，如前面所討論的，這些可選擇控制可以根據(jù)公共應用程序區(qū)域或其他原則而被邏輯地分組。同時，導航窗口 212可以顯示大量物理對象，諸如控制器、I/O卡、智能設備、傳統(tǒng)設備，以及邏輯對象，諸如控制策略、區(qū)域、處方等。在操作過程中，控制工作室應用程序38A或者瀏覽器應用程序38B的用戶界面基于帶300中的控制的選擇來動態(tài)地調(diào)整顯示于導航窗口 212中的選擇，和/或基于導航窗口 212中的選擇而動態(tài)地調(diào)節(jié)顯示于帶300中的控制。因此，如果用戶在導航窗口 212中選擇了特定設備(例如，閥)，則用戶界面將動態(tài)地去除不合適的控制和/或添加新近可適用的控制。類似地，用戶可以通過不能適用于某些物理對象和邏輯對象的帶300 (例如，趨勢分析)使能操作的某一模式，而且導航窗口 212可以相應地減少列在一個或多個標記下的對象的集合。當然，帶300也可以基于帶300中的一個選擇而自動地被調(diào)節(jié)。在某些實施例中，用戶界面可以由于多個事件(例如，在確定帶300應被如何調(diào)節(jié)之前，檢測特定區(qū)域的選擇后，經(jīng)由導航窗口 212對處方進行選擇)而調(diào)節(jié)帶300或?qū)Ш酱翱?212。
[0153]IX.層級
[0154]在另一方面，用戶界面可以支持層作為高級功能的形式，以幫助工程師將系統(tǒng)設置的不同方面可視化。例如，各層可以用來區(qū)分模塊類別結構和實例覆蓋。在某些實施例中，所有對象將被默認地添加在顯示的第一層上。換言之，可以用默認層來定義任何顯示裝置或顯示裝置內(nèi)的任何對象。如果默認層在該顯示中不存在，則該層能夠被自動地創(chuàng)建并在該顯示中是可見的。至少在控制工作室應用程序38B中，各層可以是用戶定義的。在實施例中，可以經(jīng)由帶300上的視圖標簽來選擇各層。當所有層均可見時，該顯示可以出現(xiàn)并作為單個層進行操作。
[0155]在一實施例中，控制工作室應用程序38B的用戶界面支持除了物理I/O路徑之外還顯示設備標記名稱的設備標記層用于；在主內(nèi)容區(qū)域210中以“透明”方式顯示各種對象的類別層；在主內(nèi)容區(qū)域210中以“透明”方式顯示種類對象的變體層；顯示信息項的信息層，諸如與所選控制模塊或處方相關聯(lián)的超鏈接；顯示內(nèi)嵌文件或與所選控制模塊或處方相關聯(lián)的評論框的文件層；以及顯示與顯示于主內(nèi)容區(qū)域210中的控制模塊或處方圖表相關聯(lián)的所有圖形的圖形層。在圖27中舉例說明在點擊層查看窗口 754中的圖標752時被激活的用于配置層的示例性對話框750。
[0156]X.示例性架構
[0157]圖28舉例說明可以在控制工作室應用程序38A和瀏覽器應用程序38B中的一者或兩者中使用的用戶界面控制器800的示例。用戶界面控制器800可以包括導航窗口控制器802、命令窗口控制器804、以及主/內(nèi)容編輯窗口控制器806，以分別生成并動態(tài)地調(diào)整導航窗口 212、命令窗口 300、以及主內(nèi)容窗口 210。此外，搜索窗口控制器808、預覽窗口控制器810、參數(shù)窗口控制器812、步驟/行為窗口控制器814、調(diào)色板出口控制器816、以及顏色窗口控制器818中的任一個被配置為在控制工作室應用程序38A和瀏覽器應用程序38B之一或兩者中顯示各自的窗口。
[0158]在操作過程中，至少控制器802-806與環(huán)境控制器830交互，環(huán)境控制器830確定適用于特定模塊的操作的范圍、適用于特定操作的項的范圍以及能夠減少被示于屏幕上的控制或項的數(shù)目的其他限制。換言之，環(huán)境控制器830確定用戶當前執(zhí)行哪一個任務以及該任務可能受限于什么。環(huán)境控制器830也可以與統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫832互動以在單個會話中通常執(zhí)行什么操作、用戶通產(chǎn)將哪些項在一起考慮等。在某些實施例中，環(huán)境控制器830還支持以下更為詳細地討論的變形技術，以調(diào)節(jié)屏幕位置、尺寸，并基于用戶活動的進化環(huán)境選擇性地在運行時間激活屏幕或?qū)⑵聊蝗ゼせ睢?br> [0159]此外，環(huán)境控制器830可以與過濾模塊834和自定義布局控制器836互動，以應用與窗口的組織和尺寸等有關的過濾器或自定義設置。如圖28所示，過濾模塊834可以同時都考慮預定義的過濾器數(shù)據(jù)庫840和自定義過濾器數(shù)據(jù)庫842。
[0160]更進一步地，用戶界面控制器800可以包括現(xiàn)場編輯控制器844以支持前面所討論的現(xiàn)場編輯。此外，操作/元件關聯(lián)數(shù)據(jù)庫846可以向環(huán)境控制器830提供關于操作和能夠在其上面執(zhí)行這些操作元件的信息。例如，操作/元件關聯(lián)數(shù)據(jù)庫846可以指定能夠被對包括查看參數(shù)、推延參數(shù)、分配參數(shù)等的處方執(zhí)行的一系列操作。此外，操作/元件關聯(lián)數(shù)據(jù)庫846或者統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫832可以指定某一功能將被援引的相對可能性。通常而言，這些數(shù)據(jù)庫中的一個或兩者能夠幫助用戶界面控制器800確定用戶有多么可能援引一個特定功能，以使得更“受歡迎”的選項可以被顯示于命令窗口 300中，而較為不受歡迎的選項可以被降級到隱藏菜單，或者更一般地，降級到更難到達的菜單。
[0161]隨后，圖29舉例說明控制器900，控制工作室應用程序38A可以額外地包括控制器900以支持對于設計和調(diào)試控制邏輯是特定的某些功能性。具體地，控制器900可以包括:表達式編輯器902，其用于實現(xiàn)前面討論的表達式編輯；邏輯塊多窗口連接器904，其用于實現(xiàn)下面討論的連接技術；元件參考生成器906，其用于支持此處所討論的參考技術以及參數(shù)推延值生成器，其用于在處方控制中實現(xiàn)推延和分配技術，如下面所解釋的。邏輯塊多窗口連接器904可以與多視圖模式控制器910交互以在多個編輯窗中支持并行用戶操作。
[0162]X1.多模式視圖中的邏輯塊之間的連接
[0163]參考圖30A，編輯區(qū)域950可以包括設置為彼此相鄰以由操作員同時使用的編輯窗952和954，。編輯窗952和954中的每個可以具有類似于前面討論的主編輯窗210的功能范圍。例如，用戶可以選擇與多個諸如窗952和954的編輯窗一起工作，以降低個別編輯窗口中的零亂。編輯窗952和954中的每一個可以獨立地被停止?？?、浮動、調(diào)整尺寸等。在圖30A-C的示例中，編輯窗952和954中的每個顯示各自的圖形956 (閥)和圖形958(泵)。
[0164]為了將圖形956連接到圖形958，用戶可以激活適當?shù)倪B接控制(未示出)，選擇窗952和954之一之中的端點，并將連接拖曳到該窗口邊界之外、到達窗口 952和954中的另一個中的目標圖形(參看圖30B)。例如，用戶可以選擇到閥圖形956的輸入，并將連接器拖曳到泵圖形958的輸出上。用戶界面有利地允許用戶連接在不同編輯窗口中所描述的圖形。為了清楚地描繪新連接，用戶界面還可以拖曳圖形956和958之間的連接器960。需要注意的是，連接器960的一部分在窗口 952中，另一部分在窗口 954中，還有一部分在公共區(qū)域950中。在某些實施例中，可以使用不同的顏色、線型(例如，虛線)、線寬等來示出連接體960。用戶可以隨后移動窗口 952和954之一，并且用戶界面將自動地調(diào)整連接器960以保持連接的圖示。
[0165]此外，用戶界面可以自動地生成描述閥圖形956和泵圖形958之間的連接的數(shù)據(jù)結構。另外地或可替代地，用戶界面可以生成示于圖30C中的標記962和964。標記962和964中的每個可以識別連接器被耦合到的窗口。當然，例如，用戶界面可以類似地生成諸如現(xiàn)場總線功能塊的邏輯塊之間的連接器。而且，公共區(qū)域950中的編輯窗的數(shù)目可以是三個、四個或任何其他期望的數(shù)目。
[0166]XI1.處方配置中的參數(shù)的推延和分配
[0167]圖31A-D舉例說明參數(shù)推延和分配，應用程序38A和38B之一或兩者能夠支持該參數(shù)推延和分配以簡化用于批量控制中的處方的配置。如所知的，供在批量執(zhí)行中使用的處方通常被分為四個級別的例程:程序級別、單元程序級別、操作級別、以及階段(或階段類別)級別。相應地，諸如主內(nèi)容窗口 210的編輯窗口可以以表格形式顯示某一處方的程序、單元程序、操作、以及階段類別。在圖31A-C所示示例性場景中，用戶可以選擇階段類別PCl并點擊類別PCl以查看參數(shù)列表(圖31A)。隨后，用戶可以選擇參數(shù)PARAMl，使用鼠標或鍵盤將該參數(shù)拖到操作OP1，并將該參數(shù)放“入”操作OP1。作為響應，用戶界面自動地生成參數(shù)0P_PARAM1 (圖30B)。更具體地，用戶界面應用預定義的命名慣例基于參數(shù)名PARAMl生成名稱0P_PARAM1，自動地生成過程PCl和操作OPl之間的推延鏈路，即，指示執(zhí)行該處方的批次必須將參數(shù)PARAMl的判決推延到操作級別(換言之，使用參數(shù)0P_PARAM1來填充參數(shù)PARAM1)。用戶界面也更新屏幕以顯示自動生成的參數(shù)。
[0168]如圖31C所示，用戶也可以跨越處方層級的多個級別而推延參數(shù)。因此，用戶能夠選擇參數(shù)PARAMl并將該參數(shù)放入程序中。需要注意的是，在這種情況下，用戶界面在目標級別和各多個中間級別處生成多個參數(shù)以及相應的結構。因此，用戶界面生成參數(shù)PRC_PARAMl、參數(shù) UP_PARAM1 以及參數(shù) 0P_PARAM1。
[0169]參考圖31D，用戶也能夠拖放一個參數(shù)到現(xiàn)有的參數(shù)以等同這些參數(shù)。在該示例中，用戶指定參數(shù)PARAMl等于操作級別參數(shù)OP_EXISTING_PAR的值。在某些實施例中，用戶界面可以自動地更新屏幕以指示新近鏈接相關的參數(shù)之間的連接。例如，用戶界面可以拖圖形指示符，諸如連接源參數(shù)和目標參數(shù)的線(也就是PARAMl和OP_EXISTING_PAR)。從前面的內(nèi)容可知，需要注意的是，用戶能夠因此在不援引乏味的對話、搜遍菜單選項、鍵入?yún)?shù)名稱的情況下操縱處方參數(shù)。
[0170]XII1.用戶屏幕的變形
[0171]此外，應用程序38A和38B的用戶界面可以支持自動的屏幕變形以更好地預期未來的用戶動作并根據(jù)他或她的先前動作連續(xù)地調(diào)整以適合于用戶。在圖32A-C中示出變形的示例。
[0172]用戶界面可以最初向用戶呈現(xiàn)屏幕，該屏幕包括具有原始命令集的命令窗口、主內(nèi)容/編輯窗口、導航窗口(圖32A)。每個所顯示的窗口可以具有默認的尺寸、并相對于其他窗口處于默認的位置。例如，用戶于是可以隨后激活命令窗口中的控制“視圖”以查看在導航窗中所選擇的特定項。除了提供用戶要求的視圖之外，用戶界面可以自動地采取額外的動作以因為未來用戶動作的預期而變形或調(diào)節(jié)屏幕。如圖32B所示，用戶界面可以自動地生成完整性歷史窗口或窗口，調(diào)節(jié)主內(nèi)容窗口的尺寸以適應新的更新，更新顯示于指令窗中的控制等。響應于下一條用戶命令，用戶界面可以再次變形屏幕(圖32C)。
[0173]因此，用戶界面可以自動地調(diào)整控制、窗口尺寸、字體、以及其他特性以調(diào)整至適應當前用戶操作的環(huán)境。如果需要，用戶界面可以不僅考慮用戶采取的最后動作，還可以基于一定數(shù)目的先前用戶命令(或?qū)Ш酱翱谥械倪x擇)而使屏幕變形。
[0174]XIV.其他示例和應用程序
[0175]圖33舉例說明控制工作室應用程序38B的另一不例性的窗口布局。例如，該布局可以對應于另一用戶偏好(相比于圖3的布局)或不同的用戶角色。通常，用戶可以定義并保存任何期望的布局和過濾配置。
[0176]此外，需要注意的是，前面討論的方法也能夠用來其他軟件系統(tǒng)或關于過程控制網(wǎng)絡的模塊。盡管前面討論的附圖舉例說明一種特定類型的軟件應用程序，此處所述原則可以類似的應用于用于瀏覽工廠設備、監(jiān)督控制變量等的應用程序。
[0177]因此，雖然參考特定實例對本發(fā)明進行了描述，其意圖僅僅是示例性的而不是限制本發(fā)明的，很明顯，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領域的普通技術人員可以對所公開的實施例進行改變、添加或刪除。
【權利要求】
1.一種針對用于配置和監(jiān)督過程工廠的計算機系統(tǒng)的用戶界面配置方法，所述方法包括: 在屏幕區(qū)域內(nèi)生成多個窗口，所述多個窗口中的每個位于各自的位置并具有各自的尺寸，包括: 生成導航窗口以便顯示一組可選項，所述一組可選項中的每個對應于所述多個對象中的相應的一個；以及 生成命令窗口以便顯示一組可選控制，所述一組可選控制中的每個對應于將在所述過程工廠中的所述多個對象中的至少一個上執(zhí)行的任務； 從用戶接收自定義請求，其中所述自定義請求與所述多個窗口中的至少一個有關，并且指定以下各項中的至少一個: 所述多個窗口中的至少一個的位置；以及 所述多個窗口中的至少一個的尺寸； 根據(jù)所述自定義請求生成所述多個窗口的自定義布局；以及 在對應于所述用戶的數(shù)據(jù)庫記錄中存儲描述所述自定義布局的自定義布局數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在識別到所述用戶的新的登錄對話后，根據(jù)所述自定義布局數(shù)據(jù)自動地恢復所述自定義布局。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 接收來自所述用戶的角色選擇，其中，所述用戶與多個角色相關聯(lián)；其中存儲所述自定義布局數(shù)據(jù)包括將所述自定義布局與所述角色選擇相關聯(lián)；以及其中自動地恢復所述自定義布局還包括識別所述用戶的角色并且將所述角色與所述角色選擇進行比較。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，生成多個所述窗口還包括 生成兩個或更多個主內(nèi)容窗口，以執(zhí)行對經(jīng)由所述導航窗口所選擇的所述多個對象中的一個實施配置或編輯中的至少一個；以及其中 生成所述自定義布局包括根據(jù)所述自定義請求決定所述兩個或主內(nèi)容窗口中的每個相對于彼此的位置。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述多個窗口還包括: 生成主內(nèi)容窗口以執(zhí)行對通過所述導航窗口所選擇的所述多個對象中的一個進行配置或編輯中的至少一個；以及其中 所述自定義請求還指定以下各項中的至少一個: 多個文本欄中的每個在所述主內(nèi)容區(qū)域中的定位； 所述多個文本欄中的每個的各自尺寸；以及 所述多個文本欄中的每個的字體大小。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述自定義請求還指定將要被用于所述導航窗口中的過濾器，其中所述過濾器指定規(guī)則，根據(jù)所述規(guī)則顯示所述一組可選項的第一子集而不顯示所述一組可選項的第二子集。
【文檔編號】G06F3/048GK104331211SQ201410579912
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2009年9月29日 優(yōu)先權日:2008年9月29日
【發(fā)明者】B·M·瓊斯, K·R·貝爾維爾, J·R·巴倫泰, C·A·斯科特, H·F·費洛斯 申請人:費希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)公司