Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Visualisierung eines einzelnen Adressraums auf der Benutzeroberfläche eines Anzeigesystems, insbesondere eines Automatisierungssystems. Das Verfahren und die Einrichtung sind für unterschiedliche Anwendungen geeignet, insbesondere zur Visualisierung eines großen Adressraums mit einem vermaschten Netzwerk von Knoten zwecks Organisation automatisierungsbezogener Daten.

Adressräume (address Spaces oder name Spaces), die im allgemeinen aus in Beziehung zueinander stehenden Knoten bestehen, werden zur Darstellung von Informationsmodellen benutzt. Solche Informationsmodelle können Produkte einzelner Hersteller sein, wie beispielsweise das „ABB Aspect Object Model" der Firma ABB, oder standardisierte Informationsmodelle, die eine Informationsdarstellung für bestimmte Anwendungen definieren, wie beispielsweise das OPC UA information model. OPC UA ist ein durch die OPC Foundation spezifiziertes Standardprotokoll zur Herstellerunabhängigen Kommunikation, insbesondere in der Prozessautomatisierung. Das ABB Aspect Object Model ist ein Modell, das Daten und Charakteristika (Aspekte) eines realen Objektes als Software-Komponenten darstellt, und das - durch Nutzung einer einzigen integrierten Architektur - die Integration von unterschiedlichen Geräten und Systemen erleichtert.

Graphische Benutzeroberflächen (Graphical User Interface GUI), die solche Modelle nutzen, benötigen leistungsfähige Mechanismen zur Darstellung von Adressräumen in für den Anwender geeigneter Weise. Prinzipiell gibt es viele unterschiedliche Paradigmen und Ansätze zur Visualisierung von Adressräumen, wie beispielsweise Bäume, Listen und Graphen. Gebräuchlich ist besonders die Nutzung einer Baum- struktur für unterschiedliche Zwecke, oft auch in Verbindung mit Listen oder Tabellen. Obwohl in manchen Fällen andere Paradigmen Vorteile haben, wird die Baumstruktur in vielen Anwendungsfällen benutzt. Besonders im Bereich der industriellen Automation ist wegen ihrer Einfachheit die Baumdarstellung zur Visualisierung von Adressräumen die erste Wahl. Aber gerade dieser Vorteil kann zum Nachteil werden, wenn mit großen Adressräumen mit einem vermaschten Netzwerk von Knoten gearbeitet wird, wie beispielsweise beim OPC UA Informationsmodell oder beim ABB Aspect Object Model. In einem solchen Fall würden für manche Aufgaben Visualisierungs-Paradigmen die mehr Einzelheiten als Bäume zeigen, die Arbeit mit dem Modell sowie das Verständnis erleichtern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Visualisierung au- tomatisierungsbezogener Daten anzugeben, die es ermöglicht viele Einzelheiten darzustellen, wobei die Nachteile bekannter Visualisierungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Verfahren zur Visualisierung eines Adressraums und zur Organisierung automatisierungsbezogener Daten, das die im Anspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und entsprechende Systeme sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Mit der Erfindung wird demnach - je nach Variante - vorgeschlagen, auf einer Benutzeroberfläche mehrere konfigurierbare Anzeigenbereiche zu schaffen, die in unterschiedlicher Darstellungsart alle den selben Adressraum zeigen. Während einer Navigation durch einen Adressraum und nach zur Organisation von automatisie- rungsbezogenen Daten vorgenommenen Änderungen im Knotennetz führen bei einer ersten Variante automatisch zu einer Synchronisation der Darstellung in den jeweils anderen Anzeigenbereichen. Bei einer zweiten Variante werden nach einem ziehen eines Knotens von einem Anzeigenbereich zu einem anderen Anzeigenbereich automatisch alle Beziehungen zwischen den vorhandenen Knoten und dem neu hinzugefügten Knoten im Zielbereich dargestellt.

Eine weitere Erläuterung der Erfindung und deren Vorteile, sowie eine weitere Erläuterung der Unterschiede zum Stand der Technik ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungsfiguren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer Visualisierung eines Adressraums gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Darstellung eines Adressraums in mehreren Anzeigenbereichen,

Fig. 3 ein Beispiel für unterschiedliche Darstellungen eines einzigen Adressraums in drei Anzeigenbereichen,

Fig. 4 eine Navigationsmöglichkeit gemäß einer ersten Verfahrensvariante,

Fig. 5 und Fig. 6 eine Möglichkeit einer Verschiebung von Knoten in einen anderen Anzeigenbereich gemäß einer zweiten Verfahrensvariante, und

Fig. 7 und Fig. 8 Darstellungen von Beziehungen zwischen Servern.

Zur Visualisierung von Daten, die in einem Automatisierungssystem behandelt werden, wie beispielsweise aktuelle Messwerte oder Konfigurationsdaten, sind nach dem Stand der Technik zwei Lösungen bekannt: entweder ist ein bestimmtes, auf ein bestimmtes System zugeschnittenes graphisches Anwender-Interface (Prozessgraphik) vorhanden, oder es werden allgemeine Mechanismen benutzt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden allgemeine Mechanismen zur Darstellung automati- sierungsbezogener Daten genutzt. Zur Anwendung in Automatisierungssystemen stellen bekannte Visualisierungssysteme üblicherweise eine feste Darstellungsart zur Verfügung, so beispielsweise beim OPC UA Informationsmodell. Meistens wird eine auf einer Baumstruktur basierende Darstellung benutzt, fortschrittlichere Werkzeuge nutzen eine auf einer Graphik oder einer Tabelle basierende Darstellung. Bei solchen Anwendungen wird ein erster Teil der graphischen Benutzeroberfläche definiert zur interaktiven Navigation durch den Adressraum, der Automatisierungsdaten organisiert, und ein zweiter Teil zur Darstellung von Einzelheiten eines gerade gewählten Knotens. Fig. 1 zeigt ein solches bekanntes Beispiel mit einer auf einer Baumstruktur basierenden Darstellung (auf der linken Seite der Fig. 1 ), und wobei Einzelheiten eines gewählten Knotens in einer Tabelle-bezogenen Ansicht (auf der rechten Seite der Fig. 1 ) gezeigt werden. Die Darstellungsmöglichkeiten sind bei einer solchen Lösung dadurch begrenzt, dass die graphische Benutzeroberfläche den Adressraum mittels nur einer vordefinierten Darstellungsart zeigt. Die Visualisierung eines den Adressraum repräsentierenden Maschennetzes von Knoten mittels einer auf einer Baumstruktur basierenden Anzeigenkomponente führt zu einer vereinfachten Darstellung des Adressraumes. Das ist zwar vorteilhaft zur schnellen Navigation durch den Adressraum, ist aber nachteilig wenn die Struktur und Knotenabhängigkeiten untersucht werden sollen, weil die Baumstruktur nicht die gesamte verfügbare Information aufzeigt. Eine Visualisierung eines vermaschten Knotennetzwerks mittels einer Baumstruktur führt außerdem zu Rekursionen von darunter liegenden Baumstrukturen, und einer mehrfachen Darstellung des selben Knotens in mehreren Teilen der Baumstruktur. Eine andere bekannte Visualisierungsart, nämlich eine Graphikbasierte Visualisierung des Adressraums hat zwar den Vorteil einer anschaulichen Darstellung des vermaschten Knoten netzwerks mit all seinen Details, aber Nachteile, wenn durch einen Adressraum mit einer Vielzahl von Knoten navigiert werden soll, um einen Überblick über die Gesamtstruktur zu erhalten. Andere bekannte Visualisierungsarten, wie beispielsweise sogenannte globe-like views (siehe H3Viewer, T. Munzner, http://graphics.stanford.edu/~munzner/h3/) oder radial-views (siehe Ani- mated Exploration of Dynamic Graphs with Radial Layout, http://www.cg.tuwien.ac.at/courses/lnfoVis/HallOfFame/2006/B ucheticsFolie/) können in einem solchen Fall vorteilhafter sein, haben aber in anderer Hinsicht Nachteile. So haben also alle bekannten Visualisierungslösungen spezifische Vorteile, jedoch begrenzt die Nutzung jeweils nur einer Visualisierungsart für ein Anwender-Interface die Möglichkeiten des Anwenders mit dem Adressraum zu arbeiten.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Systemen werden dagegen mehrere konfigurierbare Visualisierungen eines einzigen Adressraums auf einer Benutzeroberfläche 1 zur Organisation automatisierungsbezogener Daten zur Verfügung gestellt. Dabei ist - wie in Fig. 2 dargestellt - die graphische Benutzeroberfläche 1 in mehrere Adressraum-Anzeigenbereiche 2, 3, 4 unterteilt. Jeder Bereich 2, 3, 4 visua- lisiert den Adressraum mittels einer vom Anwender konfigurierten speziellen Anzeigenkomponente (wie in Fig. 3 dargestellt). Jeder Bereich 2, 3, 4 weist einen ersten Teil 5.2, 5.3, 5.4 auf, der es ermöglicht, durch den Adressraum zu navigieren, und einen zweiten Teil 6.2, 6.3, 6.4, der Einzelheiten eines gewählten Knotens zeigt. Die vorgenannte Benutzeroberfläche 1 einer Anzeigeeinrichtung eines Computersystems kann beispielsweise Teil eines Automatisierungssystems, insbesondere eines Prozessleitsystems sein.

Zur weiteren Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Lösung zeigt Fig. 3 eine beispielhafte Darstellung unterschiedlicher Ansichten eines bestimmten Adressraums in den ersten Teilbereichen 5.2, 5.3, 5.4 der Visualisierungsbereiche 2, 3, 4. Dabei sind drei konfigurierte Visualisierungskomponenten 7, 8, 9 dargestellt, nämlich Anzeigen die auf einer Graphik 7, einer Baumstruktur 8 und einer 3D-Darstellung 9 basieren, wobei alle den selben Adressraum repräsentieren.

Ergänzend zur Darstellung einer aktuellen Konstellation des Adressraums in den Anzeigenbereichen 2, 3, 4, besteht auch die Möglichkeit zurück zu früheren Konstellationen zu navigieren. Dabei ändert sich jeweils die Darstellung in allen drei Visualisierungsbereichen 2, 3, 4. Eine solche Navigation zurück in die Historie kann beispielweise mittels einer ersten Schaltfläche 10 erfolgen, die in den Fig. 2 und 3 jeweils in der linken oberen Ecke der Benutzeroberfläche 1 dargestellt ist. Von einer früheren Konstellation aus kann mittels einer neben der ersten Schaltfläche 10 angeordneten zweiten Schaltfläche 11 wieder vorwärts zu neueren Konstellationen navigiert werden.

Für eine Navigation durch den Adressraum werden zwei optionale Verfahrensvarianten vorgeschlagen:

Verfahrensvariante 1 :

Die erste Verfahrensvariante wird anhand der Fig. 4 erläutert. In allen Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 der Benutzeroberfläche 1 ist dieselbe Knotenstruktur des Adressraums mit seinen Knoten und deren Beziehungen untereinander visualisiert. Dabei werden alle Darstellungen in den Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 automatisch synchronisiert, wenn ein Anwender durch den Adressraum navigiert und in einem der Visualisierungsbereiche 2, 3, 4 Veränderungen vornimmt, z. B. Knoten hinzufügt o- der entfernt. Eine Änderung im Adressraum kann beispielsweise mittels einer Mouse oder einem Keyboard bewirkt werden. Zur Erleichterung der Arbeit wird ein innerhalb eines der Visualisierungsbereiche 2, 3, 4, z. B. in der Baumstruktur im Bereich 3 ge- wählter Knoten automatisch markiert, beispielsweise mittels eines auffälligen, z. B. roten Rahmens 12. Auch in den beiden anderen Darstellungen in den Bereichen 2 und 4 wird der gewählte Knoten, der in allen Bereichen derselbe ist, automatisch in gleicher Weise markiert.

Wird in der Navigationshistorie zurück navigiert, werden in allen Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 frühere Konstellationen der Knoten gezeigt, entsprechend auch bei der Vorwärtsnavigation.

Außer den unterschiedlichen Darstellungen in den einzelnen Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 können auch vorteilhaft einige andere Parameter durch den Nutzer in einem der Bereiche 2, 3, 4 konfiguriert werden, was sich aufgrund der Synchronisation auf alle Visualisierungskomponenten 7, 8, 9 auswirkt. Solche Parameter können beispielsweise sein:

- Startknoten, also der Knoten mit dem die Navigation startet;

- Beziehungstyp, wodurch nur der gewählte spezifische Typ von Beziehungen zwischen Knoten dargestellt wird;

- Knotentyp, wodurch nur gewählte Knotentypen dargestellt werden;

- Maximale Anzahl der in den Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 jeweils gezeigten Knoten.

Verfahrensvariante 2:

Die zweite Verfahrensvariante wird anhand der Fig. 5 und 6 erläutert. Anders als im Fall der ersten Variante, sind hier die konfigurierten Visualisierungskomponenten 7, 8, 9 unabhängig voneinander, wenn durch den Adressraum navigiert wird. Das bedeutet, dass die Visualisierungskomponenten 7, 8, 9 unterschiedliche gewählte Knoten haben können, sowie auch unterschiedliche Sätze von verkleinerten oder erweiterten Knoten, und auch unterschiedliche Arten von Beziehungen zeigen können. Unterschiedliche gewählte Knoten in den Visualisierungskomponenten 7, 8, 9 werden auf unterschiedliche Weise kenntlich gemacht, beispielsweise mittels Kästen unterschiedlicher Farbe. In Fig. 5 ist beispielsweise im Anzeigenbereich 5.4 ein dort selektierter Knoten mit einem gestrichelten Kasten 14 kenntlich gemacht, zur Unterscheidung von einem damit nicht übereinstimmenden Knoten 13 im Anzeigenbereich 5.3. Wenn nach der allgemein bekannten Drag-and-Drop-Methode in einer der Visualisierungskomponenten, z. B. 8, ein Knoten 13, beispielsweise mittels einer Mouse-Taste, erfasst und gezogen wird (drag), wie in Fig. 5 gezeigt, und in einer anderen Visualisierungskomponente, z. B. 7 fallengelassen wird (drop), werden in der Zieldarstellung, hier die Komponente 7, alle Beziehungen zwischen den vorhandenen Knoten und dem neu zufügten Knoten 13, beispielsweise mittels Pfeilen gezeigt, wie in Fig. 6 dargestellt.

Wenn in der Navigationshistorie zurücknavigiert wird, werden nur in der zur jeweiligen Zeit aktiven Visualisierungskomponente frühere Knotenkonstellationen gezeigt. Aktiv ist beispielsweise die zuletzt durch Mouse-Click identifizierte Visualisierungskomponente 7, 8, oder 9. Entsprechend werden bei der Vorwärtsnavigation neuere Konstellationen gezeigt.

Zusätzlich zu dem für jeden einzelnen der Visualisierungsbereiche 2, 3, 4 wählbaren Visualisierungstyp können auch einige andere Parameter durch den Nutzer konfiguriert werden. Solche Parameter können beispielsweise sein:

- Startknoten, also der Knoten mit dem die Navigation startet;

- Beziehungstyp, wodurch nur gewählte spezifische Typen von Beziehungen zwischen Knoten dargestellt werden;

- Knotentyp, wodurch nur ausgewählte Knotentypen dargestellt werden;

- Maximale Anzahl der in den Visualisierungsbereichen 2, 3, 4 jeweils gezeigten Knoten.

Für die beiden Verfahrensvarianten 1 und 2 gilt gemeinsam:

Wenn ein Anwender durch einen Adressraum navigiert, der sich über mehrere Server erstreckt, werden in den unterschiedlich konfigurierten Visualisierungsbereichen die jeweiligen Servergrenzen in einer geometrischen Form visualisiert. In 2D- Darstellung oder 3D-Darstellung, abhängig vom Visualisierungstyp in den einzelnen Visualisierungsbereichen. In Fig. 7 ist ein Adressraum dargestellt, der sich über drei Server A, B, und C erstreckt, wobei die Beziehungen zwischen den Servern mittels Pfeilen angegeben ist. Fig. 8 zeigt ein Beispiel für einen Adressraum, der sich ebenfalls über drei Server A, B, C erstreckt, und die Beziehungen zwischen den Servern A, B, C, sowie Knoten 15 ebenfalls mittels Pfeilen 16 angegeben sind, wobei eine Graphik-basierte Darstellung gegeben ist.