Heinz, Ewert
Sieghard, R�cker
J�rgen
Heinz, Ewert
Sieghard, R�cker
J�rgen
| 1. | Bilderstellungssystem für einen technischen Prozeß, der durch Betriebszustände von Anlagenteilen einer technischen An läge, z.B. einer Kraftwerksanlage, charakterisiert ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Anzahl von Bildmodulen (2), von denen jeder Bildmodul (2) ein parametrier bares Grafiksegment (6) zur Festlegung eines optischen Bild¬ teils und ein parametrierbares Verknüpfungεεegment (4) zur Feεtlegung eineε das Verhalten des entsprechenden Anlagenteils (50) charakterisierenden Bildteils umfaßt. |
| 2. | Bilderstellungssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes Ver knüpfungssegment (4) frei parametrierbare Eingänge (Ej_ ...En) und dem entsprechenden Grafiksegment (6) zugeordnete Ausgänge (Aj_ ... Am) aufweist, über die dem Grafikεegment (6) diejenigen Steuersignale (32,54,56) aufgebbar sind, die den Betriebszu εtand des diesem Bildmodul (2) zugeordneten Anlagenteils (58,59) charakterisieren. |
| 3. | Bilderstellungεyεtem nach Anεpruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedes Bild¬ modul (2) mit einer Datei (40) verbunden ist, die ein stati εcheε Datenmodell (46) zur Abbildung von projektierten Proze߬ daten, z.B. von Meßbereichen, und ein dynamiεches Datenmodell (48) zur Abbildung von aktuellen Prozeßzuständen, z.B. von Rückmeldungen, enthält. |
| 4. | Bilderstellungεyεtem nach einem der Anεprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Grafik¬ segmente (6) und/oder die Verknüpfungsεegmente (4) standardi¬ siert sind. |
| 5. | Bilderstellungεyεtem nach einem der Anεprüche 1 biε 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Bild¬ modul (2) ein Teil eineε anhand eineε Bildfunktionεplanε er¬ stellbaren Bildprogramms ist. |
| 6. | Bilderεtellungεyεtem nach einem der Anεprüche 1 biε 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das zum Pa rametrieren des Verknüpfungsεegmentε (4) und deε Grafikεegmentε (6) eine Eingabemaske (8) vorgesehen ist. |
| 7. | Bilderstellungsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß unter¬ schiedliche Grafiksegmente (6) und unterschiedliche Verknüp fungεεegmente (4) zu verschiedenen Bildmodulen (2) kombinierbar sind. |
| 8. | Bilderstellunssystem nach einem der Anεprüche 1 biε 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedem Bild¬ modul (2) ein Taεtfeld (66) zum Aufrufen von Kenndaten zugeord net ist. |
| 9. | Bildmodul, insbesondere für eine leittechnische Einrichtung einer Kraftwerksanlage, mit einem funktionsorientiert para e triebaren Verknüpfungssegment (4) und einem darstellungεorien tiert parametrierbaren Grafiksegment (6) . |
| 10. | Verfahren zum Überprüfen eines Bilderstellungssyεtemε nach einem der Anεprüche 1 biε 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für jedeε Bildmodul (2) zunächεt daε parametrierte Verhalten deε Verknüp fungssegments (4) und desεen Auswirkung auf das Grafiksegment (6) bildunabhängig getestet werden, und daß anschließend die Auswirkung einer Eingabe eines Meßsignals (MW) in das Verknüp fungεεegment (4) auf das parametrierte grafische Verhalten des Grafiksegmentε (6) geprüft wird. |
Bilderstellungssystem für einen technischen Prozeß sowie Test ¬ verfahren zum Überprüfen eines solchen Systems
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderstellungssystem für einen technischen Prozeß, der durch Betriebszustände von Anla¬ genteilen einer technischen Anlage, z.B. einer Kraftwerksanla¬ ge, charakterisiert ist. Sie bezieht sich weiter auf ein Ver- fahren zum Prüfen eines derartigen Systems.
In technischen Anlagen, insbesondere in Kraftwerksanlagen, wer¬ den zunehmend Automatisierungssysteme zur Prozeßsteuerung und Prozeßüberwachung sowie leittechnische Einrichtungen für eine übergeordnete Aussteuerung und Kontrolle der anlagenteile-oder hardwareorientierten Projektierung eingesetzt. Mit zunehmender Automatisierung wachsen aber auch die Anforderungen an die An¬ zeige- und Bediensysteme in einer Leitwarte, in der ein großer Teil der zur Prozeßüberwachung und Prozeßsteuerung erforderli- chen Information zentral angezeigt wird.
Für den Aufbau und die Ausgabe von Prozeßbildern, z.B. von Pro¬ zeßabläufen, physikalischen Verhältnissen und Diagrammen, wird ein Bilderstellungsystem mit speziellen Bildelementen einge- setzt, aus denen sich die Prozeßbilder für verschiedene Anwen¬ dungsgebiete erstellen lassen. Der programmiertechnische Auf¬ wand ist dabei besonders hoch, zumal beim Bildaufbau und bei der Bildausgabe zusätzlich zu einer rein statischen Präsenta¬ tionsgrafik auch dynamische Informationen aus dem darzustellen- den Anlagenprozeß zu berücksichtigen sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Bilderstellungssystem für einen Anlagenprozeß anzugeben, das auch für komplexe Funktionsabläufe geeignet ist. Es soll dar- über hinaus mit einfachen Mitteln aufgebaut und in besonders geeigneter Weise überprüfbar sein.
Bezüglich des Bilderstellungssystems wird diese Aufgabe erfin¬ dungsgemäß gelöst durch eine Anzahl von Bildmodulen, wobei je-
der Bildmodul ein parametrierbares Grafiksegment zur Festlegung eines optischen Bildteils und ein an den Prozeß gekoppeltes pa ¬ rametrierbares Verknüpfungssegment zur Festlegung eines das lo¬ gische Verhalten des entsprechenden Anlagenteils charakterisie- renden Bildteils umfaßt.
Hierbei ist mit Para etrieren der Verknüpfungssegmente und der Grafiksegmente - und damit der zur Bilderstellung verwendeten und zur Bildausgabe dienenden Bildmodule - die Vorgabe von mo- dulεpezifischen Varianten einer vorgegebenen Programmstruktur gemeint .
Die Bilderstellung erfolgt zweckmäßigerweise nach einem Bild ¬ funktionsplan, der aus einer Anzahl von sogenannten Bildelemen- ten aufgebaut ist. Dabei wird jedes Bildelement des Bildfunk- tionsplans in einen dem Grafiksegment zugeordneten grafischen Teil, insbesondere für Bildstruktur, Farben, Schriften und Sym¬ bol, und einen dem Verknüpf ngssegment zugeordneten logischen Teil für den Prozeßanschluß aufgeteilt, der über einen Daten o- dellanschluß erfolgt. Daher ist jedes Grafiksegment zur Festle¬ gung des optischen Bildteils und damit zur Festlegung des gra ¬ fischen Verhaltens des Bildmoduls parametrierbar. Entsprechend ist jedes Verknüpfungssegment zur Festlegung desjenigen Bild ¬ teils parametrierbar, der das logische Verhalten von darzuεtel- lenden Funktionseinheiten (z.B. Pumpe EIN/AUS, Ventil AUF/ZU) des entsprechenden Anlagenteilε Pumpe bzw. Ventil) charakteri ¬ siert .
Im Verknüpfungssegment sind durch die Paramterierung diejenigen Reaktionen vorgegeben - und vorteilhafterweise standardmäßig codiert-, die auf funktionsorientierte Änderungen von zu einem Bildmodul gehörenden Prozeßgrößen des entsprechenden Anlagen¬ teilε erfolgen sollen. Im Grafiksegment findet dann die Auswer¬ tung der vom Verknüpfungssegment produzierten Reaktions-codeε nach durch die Parametrierung festgelegten Regeln statt. Erst diese Auswertung führt dann zur grafischen Gestaltung Farbe, Form) des frei bestimmbaren oder fest vorgeschriebenen Symbols auf dem Bild.
Das Grafiksegment und das Verknüpfungssegment werden über eine Eingabemaske parametriert und miteinander zum Bildmodul ver¬ knüpft. Aktuelle Meßwerte oder Betriebszust nde werden ledig¬ lich dem Verknüpfungssegment zugeführt und entsprechend der dort festgelegten Logik in Steuersignale für das Grafiksegment umgesetzt. Daher weist jedes Verknüpfungsεegment zweckmäßiger¬ weise frei parametrierbare Eingänge und dem entsprechenden Gra¬ fiksegment zugeordnete Ausgänge auf, über die dem Grafiksegment diejenigen Steuersignale aufgebbar sind, die den Betriebszu- stand des diesem Bildmodul zugeordneten Anlagenteils charakte¬ risieren.
Wie sich eine prozessuale Änderung im Grafiksegment auswirken soll, ist in einer Datei, die mit dem Bildmodul verbunden ist, zweckmäßigerweise standardmäßig definiert. Die Datei enthält vorteilhafterweise ein statisches Datenmodell zur Abbildung von projektierten Prozeßdaten, die zur Beschreibung von Prozeßgrö¬ ßen, z.B. von Meßgrößen, Bearbeitungsvorschriften und Ausgabe¬ texten benötigt werden. Sie enthält vorteilhafterweiεe darüber- hinauε ein dynamisches Datenmodell zur Abbildung von aktuellen oder momentanen Prozeßzuständen, z.B. von Rückmeldungen wie EIN/AUS.
Das Grafiksegment und das Verknüpfungssegment sind vorteilhaf- terweiεe standardiεiert . Dabei sind im Grafiksegment der grafi¬ sche Teil und im Verknüpfungssegment der logische Teil des Bildmoduls mit allen aufgabenspezifischen und organisatorischen Eigenschaften für den jeweiligen Anwendungsfall eingebracht. Dadurch sind für beide Teile sogenannte Mustersegmente oder Standardbausteine geschaffen, aus denen durch Kopieren weitere VerknüpfungsSegmente bzw. Grafiksegmente erzeugt werden können.
Nach erfolgter Parametrierung ist aus den Bildmodulen anhand eines Bildfunktionsplaneε ein Bildprogramm für den Bildaufbau erstellbar. Die Bildmodule, von denen mindestenε einige εtan- dardiεierte Verknüpfungs- und/oder Grafiksegmente umfasεen, εind dann Teile des Bildprogrammε . Durch die Standardisierung wird erreicht, daß bei der Bilderεtellung und beim Aufbau des
Bildprogramms auf vorgefertigte Bildmodule als Systembeεtand- teil zurückgegriffen werden kann.
Zweckmäßigerweise ist jedem Grafikεegment mindestens ein Ver- knüpfungssegment zugeordnet. Unterschiedliche VerknüpfungsSeg ¬ mente können mit verschiedenen Grafiksegmenten vielfältig kom¬ biniert werden, wobei jede Kombination ein Bildsmodul ergibt. Durch eine Verkettung von mehreren Verknüpfungssegmenten und Zuordnung dieser zu einem Grafiksegment können beliebig komple- xe logische Zusammenhänge bearbeitet und dargestellt werden.
Um zusätzlich zu einer rein symboliεchen Darεtellung eines An¬ lagenteils und dessen aktuellen Betriebszustand auch Kenndaten, wie z.B. Kennzeichen und Texte von für diesen Betriebszustand relevanten Prozeßgrößen bzw. Prozeßmeldungen anzuzeigen, ist jedem Bildmodul ein Tastfeld zum Aufrufen dieser Kenndaten zu¬ geordnet.
Bezüglich des Verfahrens zum Überprüfen deε Bilderεtellurjgssy- εte ε wird die geεtellte Aufgabe dadurch gelöεt, daß jeder ein¬ zelne Bildmodul einer umfangreichen Funktionεprüfung unterzogen wird. Dazu werden vorteilhafterweise zunächst bildunabhängig das parametrierte logische Verhalten des Verknüpfungssegments sowie dessen Auswirkung auf das Grafiksegment getestet. An- schließend wird die Auswirkung einer Eingabe eines -vorzugs ¬ weise simulierten- Prozeßsignalε in daε Verknüpfungεsegment auf das grafische Verhalten des Grafiksegments geprüft.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Trennung des den optischen Bildteil reprä¬ sentierenden Grafiksegments von dem das logische Verhalten des entsprechenden Anlagenteils charakterisierenden Verknüpfungs- εegment mit relativ wenigen Standardbauεteinen eine vielfältige Kombination zu einer Vielzahl unterεchiedlicher Bildmodule mög- lieh iεt. Das Bilderstellungssystem ist besonders flexibel und für einen praktisch beliebig komplexen Anlagenprozeß geeignet. Der Einsatz dieser Bildmodule ermöglicht eine direkte Zuordnung des dem Bildaufbau zugrundeliegenden Bildfunktionsplanes zu ei-
ne der Anlagensteuerung zugrundeliegenden Funktionsplan. Au¬ ßerdem ergibt die Verwendung derartiger Bildmodule eine beson- derε hohe Tranεparenz deε erstellten Bildprogramms.
Ein Ausführungεbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeich ¬ nung näher erläutert. Sie zeigt ein Funktionsschema eines Bil ¬ derstellungssystems mit dessen Bausteinen und Komponenten.
Das in der Figur gezeigte Bilderstellungεsystem 1 umfaßt eine Anzahl von Bildmodulen, von denen nur ein Bildmodul 2 -der ei ¬ nem Darstellungsfall entspricht - dargestellt ist. Das Bildmo ¬ dul 2 umfaßt ein Verknüpfungsεegment 4 und ein Grafiksegment 6, deren Aufgaben und Funktionen am Beispiel einer Balkendarstel¬ lung beεchrieben werden.
Daε Bildmodul 2 iεt während der Bilderstellung oder -konεtruk- tion mit einer Eingabemake 8 verbunden, die zur Parametereinga¬ be für die Balkendarstellung verwendet wird. Über dieεe Einga- bemaεke 8 wird das Verknüpf ngssegment 4 parametriert und dem Grafiksegment 6 zugeordnet. Dazu weist das Verknüpfungsεegment 4 frei parametrierbare Eingänge E* ] _ ...E n und dem Grafikεegment 6 zugeordnete Auεgänge A* j _ ... A m auf. Daε Grafiksegment 6 wird in nicht näher dargestellter Art und Weiεe über eine eigene Eingabemaske parametriert .
Über ein Feld 10 der Eingabemaske 8 werden Parameter für das im Grafiksegment 6 erscheinende Balken-Symbol 12 eingegeben. Über weitere Felder 14 und 16 werden Parameter für weitere Gestal¬ tungsmerkmale eingegeben. So werden über die Felder 14, 16 Ska- lenparameter einer Skalendarstellung 18 eingeben. Mit diesen
Parametern werden mittels einer Komponente 20 des Verknüpfungε- segments 4 zunächst eine obere Skalengrenze 22 und eine untere Skalengrenze 24 bestimmt. Aus den Skalengrenzen 22, 24 berech¬ net ein Baustein 26 des Verknüpfungεεegmentε 4 einen Wert 28 für den Bereichεanfang des Balkens 12. In dem Baustein 26 wird außerdem ein Werte 30 für einen Anzeigebereich des mittels deε Grafiksegmentε 6 visualisierten Balkens 12 berechnet. Ferner wird entsprechend der eingegebenen Parameter in dem Baustein 26
eine Überlaufmarkierung 32 berechnet. Diese zeigt an, ob ein verwendeter Anzeigebereich vom tatεächlichen Meßwert über- εchritten wird.
Auε den in der Komponente 20 des Verknüpfungssegments 4 ermit¬ telten Skalengrenzen 22 und 24 sowie weiteren über daε Feld 16 der Eingabemaske 8 eingegebenen Parametern werden in einem wei¬ teren Baustein 31 des Verknüpfungssegments 4 ein Wert 34 für die gewünschte Skalenrichtung und zwei Werte 36, 38 für den verwendeten Skalenbereich bestimmt.
Die zur Berechnung der Geεtaltungεmerkmale erforderlichen Daten werden auε einer Datei 40 geholt, die mit dem Bildmodul 2 über Schnittstellen 42, 44 verbunden ist. Die Datei 40 enthält ein statisches Datenmodell 46 zur Abbildung von projektierten Pro¬ zeßdaten, die zur Beschreibung von Meßwerten oder anderen Pro¬ zeßgrößen sowie von Bearbeitungsvorεchriften und Auεεagetexten benötigt werden. So werden beiεpielεweiεe die Skalengrenzen 22, 24 auε dem εtatiεchen Datenmodell anhand einer in der Eingabe- maεke 8 vorgegebenen Codierung eingeleεen.
Die Datei 40 enthält außerdem ein dynamiεches Datenmodell 48 zur Abbildung von momentanen Prozeßzuständen. Das dynamische Datenmodell 48, dem im on-line-Betrieb vorverarbeitete Prozeß- großen oder Meßwerte MW aus einem Anlagenprozeß 50 zugeführt werden, enthält ein vollständiges, bei der Parametrierung ent¬ stehendes Abbild 52 des darzustellenden Anlagenprozesεeε 50.
Auε dem εtatischen Datenmodell 46 werden beim Generieren des auε den Bildmodulen 2 erstellten Bildes 52 diejenigen Prozeßda¬ ten geholt, die im on-line-Betrieb für das Verknüpfungsεegment 4 zur Feεtlegung deε logiεchen Verhaltens der darzustellenden Funktionseinheit benötigt werden. Durch die Parametrierung wer¬ den somit alle Werte der darzustellenden Gestaltungsmerkmale des Grafiksegmenteε 6 im off-line-Betrieb bereits vorgegeben und die entsprechenden Signalcodes oder Kennungen im Verknüp¬ fungssegment 4 gesetzt. Im Ausführungεbeispiel sind dies die
Signalcodes für eine Bewegung 54 deε Balken-Symbolε 12, für die Überlaufmarkierung 32 und für ein Statuεsignal 56.
Ein von der Datei 40 aus dem dynamischen Datenmodell 48 gelie- ferter Meßwert MW wird mittels einer Komponente 58 des Verknüp¬ fungssegmentε 4 in einen dem Baustein 26 zugeführten Wert 60 und in eine Gültigkeitsauεage oder einen Gültigkeitεεtatus 62 zerlegt. Aus dem Gültigkeitsstatuε 62 wird mittelε einer Kompo¬ nente 64 anhand von dort durch die Parametriεierung vorgegebe- nen Geεtaltungεmenkmalen, z.B. standadardmäßig festgelegten
Farben und Symbolen, ein Gültigkeitscode ermittelt und an ein Signalfeld 57 deε Grafiksegments 6 weitergeleitet.
Im on-line-Betrieb ist dann jedem aktuellen Meßwert MW ein co- dierter Kennwert zugeordnet, aus dem im entsprechend parame- trierten Verknüpfungssegment 4 die Steuersignale oder Steuer¬ codes 32, 54, 56 für das Grafigsegment 6 abgeleitet werden. Die Steuercodes 32, 54, 56 charakterisieren somit den aktuellen Be- triebεzuεtand eines diesem Bildmodul 2 zugeordneten Anlagen- teils, z.B. ein Ventil 59 und eine Pumpe 61, deε Anlagenprozes- ses 50.
Zum Aufrufen von zu einem Geεtaltungsmerkmal gehörenden Kennda¬ ten aus der Datei 40 wird im Grafiksegment 6 ein über oder ne- ben dem Balken-Symbol 12 liegendes Tast- oder Pickfeld 66 betä¬ tigt. Beim Anregen des Pickfeldes 66 werden zu dem betreffenden Meßwerte MW Kennzeichen und Klartext angezeigt, die im stati¬ schen Datenmodell 46 der Datei 40 unter dem Meßwert MW abgelegt sind. Dazu ist im Verknüpfungsεegment 4 eine Komponente 68 vor- gesehen, der über ein Feld 70 in der Eingabemaske 8 ein Klar¬ text direkt eingegeben werden kann. Alternativ kann hierüber die Codierung zum statischen Datenmodell 46 für die Textauεgabe geschaffen werden.
Das Bildmodul 2 ist Teil eines anhand eines Bildfunktionεplanε erεtellbaren Bildprogramms, das aus einer Anzahl derartiger Bildmodule 2 aufbaubar ist. Dabei sind die Verknüpfungssegmente 4 und die Grafiksegmente 6 zweckmäßigerweise standardiεiert.
Aufgrund der Standardisierung und der Aufteilung jedes Bildmo ¬ duls 2 in ein in bezug auf den Anlagenprozeß 50 funktionsorien- tierteε Verknüpfunεεegment 4 und ein darεtellungsorientiertes optiεches Grafiksegment 6 ergibt sich ein flexibles und beson- ders transparentes Bilderstellungssystem 1.
Die Trennung des grafischen Teils, repräsentiert durch das Gra ¬ fiksegment 6, vom logischen Teil, repräsentiert durch das Ver ¬ knüpfungsεegment 4, und der odulare Aufbau deε gesamten Bil- derstellungssyεtems 1 ermöglicht ein besonders zuverläsεiges Teεtverfahren zum Überprüfen oder Verifizieren der Aufgaben¬ stellung im Bilderstellungεsystem 1. Der Test läuft in zwei Stufen ab. Dabei wird zunächst das parametrierte logische Ver¬ halten des VerknüpfungsSegments 4 unabhängig von einem später erstellten Bild getestet. Insbesondere werden in dieser Test¬ stufe die in dem Verknüpfungssegment 4 integrierten Überwa¬ chungsregeln und die logischen Operationen sowie alle optischen Auswirkungen überprüf . Anschließend erfolgt der eigentliche Bildtest. Dabei wird die Auswirkung einer Eingabe eines si u- lierten Meßsignals oder Meßwertes MW in daε Verknüpfungssegment 4 auf das durch die Parameter vorgegebene und damit festgelegte grafische Verhalten des Grafiksegmentε 6 geprüft. Dadurch wird die Bildkonεtruktion überprüft, nämlich ob daε richtige Symbole und die richtigen Geεtaltungεmerkmale im Bild verwendet und mit den richtigen Meßwerten MW und Prozeßmeldungen entsprechend der Aufgabenstellung beεchaltet εind (εyεtematischer Test) . Dabei genügt es, das für jeden Meßwert MW jeweils eine optische Aus¬ wirkung getestet wird.