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Verwandte
Anmeldungen
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Diese
Anmeldung ist eine continuation-in-part-Anmeldung der U.S. lfd.
Nr. 10/936,978 mit dem Titel "Portable
Computer in a Process Control System", eingereicht am 9. September 2004,
die eine Continuation der U.S. lfd. Nr. 09/951,715 mit dem Titel "Portable Computer
in a Process Control System",
eingereicht am 13. September 2001 und erteilt als U.S. Patent Nr.
6,806,847 am 19. Okt. 2004, die eine continuation-in-part-Anmeldung der 09/249/597
mit dem Titel "Wearable
Computer in a Process Control System" ist, die am 12. Februar 1999 eingereicht
wurde.
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Gebiet der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Prozesssteuerungssysteme
und insbesondere die Verwendung eines tragbaren Computers, um eine verbesserte
drahtlose Unterstützung
in einer Prozesssteuerungsumgebung zu bereitzustellen.
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Prozesssteuerungssysteme,
beispielsweise solche, die in chemischen Prozessen, der Mineralölverarbeitung
oder weiteren Prozessen verwendet werden, schließen im Allgemeinen eine zentrale
Prozesssteuereinrichtung ein, die mit mindestens einem Host oder
einer Bedienerworkstation und zu einem oder mehreren Feldgeräten über analoge,
digitale oder kombiniert analog/digitale Busse kommunikativ verbunden
ist. Die Feldgeräte,
das können
z. B. Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter, Sensoren (z.B. Temperatur-,
Druck- oder Durchflussmengensensoren), etc. sein, führen Steuerfunktionen
im Prozess, wie z. B. Offnen oder Schließen von Ventilen und Messen
von Prozessparametern aus.
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Im
Allgemeinen empfängt
die Prozesssteuerung Signale, die Prozessmessungen bezeichnen, die
vom Feldgerät
und/oder weitere die Feldgeräte betreffende
Informationen bezeichnen, und verwendet diese Informationen, um
eine Steuerroutine zu implementieren und erzeugt dann Steuersignale,
die über
die Busse zu den Feldgeräten
gesendet werden, um den Ablauf des Prozesses zu steuern. Informationen
vom Feldgerät
und der Steuerung werden typischerweise einer oder mehreren Anwendungen zur
Verfügung
gestellt, die von der Bedienerworkstation ausgeführt werden, wie z. B. das Anzeigen
des gegenwärtigen
Prozessstatus, das Modifizieren des Prozessablaufs, das Ausführen von
Diagnoseaktivitäten,
das Optimieren der Prozesse, das Verwalten von Prozesswarnungen
und -alarmen, das Ausführen
von Batch-Aktivitäten,
etc.
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Während eine
Bedienperson oder ein Techniker auf eine große Anzahl an Informationstypen
in Bezug auf das Prozesssteuerungssystem und den einzelnen Geräten darin
(z.B. Hilfe-, Diagnose-, Set-up- und Konfigurationsinformationen)
unter Verwendung des Host oder der Bedienerworkstation, zugreifen
kann, gibt es viele Prozesssteueraktivitäten, die einen Techniker erfordern,
um in die eigentliche Anlage zugehen, wo kein Host oder Prozesssteuerungssystem
vorhanden ist. Solche Aktivitäten
umfassen, z. B. visuelles Untersuchen eines Prozesssteuergerätes oder
-bereichs, Verbinden von Geräten
oder Bussen innerhalb der Prozesssteuerungsumgebung, Vornehmen manueller
Messen, Fehlersuche, Reparieren und Ersetzen von Feldgeräten, etc.
In diesen Fällen
kann die Bedienperson oder der Techniker Handbücher in Bezug auf die in der
Anlage auszuführende
Funktion mitnehmen und jegliche benötigte Information vor Ort nachschlagen.
Dieser Prozess kann sehr mühsam
sein. Es ist wahrscheinlicher, dass der Techniker ein- oder mehrmals zum Arbeitsplatz
der Bedienperson zurückkehrt,
um jegliche Informationen nachzusehen, die er während dem Verlauf der Ausführung der
gewünschten
Aktivität
benötigt,
was sehr zeitaufwendig und fehleranfällig ist. Weitere Male wird
der Techniker ein Funkgerät
oder Walkie-Talkie in die Anlage mitnehmen und über das Funkgerät mit einer
Bedienperson kommunizieren, die sich an der Bedienerworkstation
befindet, um jegliche benötigte
Information zu erhalten. Jedoch ist die Menge an Informationen,
die über
das Funkgerät
erhalten werden können,
begrenzt und fehleranfällig, da
dies auf menschlicher Kommunikation basiert. Außerdem macht das Verwenden
eines Funkgerätes das
Ausführen
gewisser Funktionen, beispielsweise das Reparieren eines Gerätes viel
mühsamer
und schwieriger, weil der Techniker üblicherweise das Funkgerät mit seinen
Händen
trägt und
bedient.
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Mit
dem Aufkommen kleinerer elektronischer Bauteile sind tragbare Computer
in Form von wearable (am Körper
tragbaren) und/oder handgehaltenen Computern leichter erhältlich geworden.
Ein wearable und/oder handgehaltener Computer schließt im Allgemeinen
einen üblichen
Zentralprozessor (CPU) und einen Speicher ein, die in einem kleinen
Gehäuse
eingeschlossen sind, das man in einer Tasche an einem Gurt oder
Gurtzeug platzieren kann, der/das vom Anwender (hier auch als "Trageperson" bezeichnet) getragen
wird und das gestaltet ist, um das Tragen des wearable Computers
so bequem wie möglich
zu machen. In einigen Fällen
kann ein handgehaltener Computer, z.B. ein persönlicher Datenassistent (PDA)
in der Hand getragen werden, in einem Gürtel oder einer Tasche getragen
werden oder in einer weiteren Weise vom Anwender getragen werden.
Beispielsweise kann ein Anwender ein PDA in einer Halterung (am
Körper)
tragen, während er
zu einem bestimmten Ort in einer Prozessanlage geht, und wenn er
an diesem Ort ankommt, kann er das PDA aus der Halterung nehmen
und anfangen dieses als handgehaltenen Computer zu benutzen. Batterien
für die
Stromversorgung eines wearable und/oder handgehaltenen Computers
sich können
in einer weiteren Tasche in einem Gurtzeug oder in einem integrierten
Fach des Computergehäuses
befinden. Peripheriegeräte,
wie beispielsweise Diskettenlaufwerke, Festplatten, PCMCIA-Slots,
Mikrofone, Strichcodelesegeräte
und Tastaturgeräte
können
mit der CPU über
entsprechende Drähte
oder Busse kommunikativ verbunden sein und, falls erforderlich, können eine
oder mehrere dieser Peripheriegeräte im Gurtzeug platziert sein
oder mit diesem verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann
eines oder mehrere dieser Peripheriegeräte im tragbaren Computer (z.B.
einem handgehaltenen und/oder wearable Computer) integriert sein.
Es wurde auch vorgeschlagen ein „Heads up Display" (HUD) bereitzustellen, das
vom Anwender des wearable Computers getragen wird, um dem Anwender
oder der Trägerperson eine
visuelle Schnittstelle zu bieten. Ein wearable Computer stellt dadurch tragbare
Rechenleistung und Speicher für
einen Anwender bereit und, weil ein wearable Computer am Körper getragen
wird, anstatt vom Anwender in der Hand getragen wird, braucht er die
Hände nur,
um die Tastatur oder für
weitere Eingabegeräte
zu betätigen.
Selbstverständlich
kann ein handgehaltener Computer wie z. B. ein PDA bequem zu einem
Ort einer Anlage in einer Tasche vom Anwender getragenen Tasche
mitgeführt
werden oder es kann in der Hand getragen werden, wenn erwünscht. Ein
Anwender kann dann den handgehaltenen Computer in einer Halterung
tragen oder ihn unter Verwendung einer eingebauten Stütze absetzen, falls
eine solche vorhanden ist, um das Verwenden beider Hände zu erlauben.
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Während bisher
vorgeschlagen wurde, tragbare Computer in Umgebungen wie Büroumgebungen
zu verwenden, wird angenommen, dass bisher weder ein wearable Computer
noch ein handgehaltener Computer wie z.B. ein PDA in ein Prozesssteuerungssystem
integriert und in diesem verwendet wurde, um die Fähigkeiten
einer Bedienperson oder eines Technikers zu vergrößern, um
Geräte
zu identifizieren und weitere Funktionen in einer Prozesssteuerungsumgebung
auszuführen.
Außerdem
erfordern die meisten tragbaren Computer die Verwendung einer Art
von handbetätigtem
Eingabegeräte,
wie beispielsweise einer Tastatur oder eines Twiddlers (Minitastatur).
Während
diese Geräte
typischerweise ergonomisch konstruiert sind, um so wenig mühsam wie
möglich
zu sein, muss die Trägerperson
bei diesen Geräten
immer noch die Hände
verwenden, um Informationen oder Daten einzugeben. In einer Prozesssteuerungsumgebung
muss jedoch ein Techniker typischerweise beide Hände frei haben, um komplexe
Operationen auszuführen,
wie beispielsweise Kalibrieren und Reparieren von Geräten, Verbinden von
Geräten
im Prozesssteuerungssystem, etc.
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Zusammenfassung
der Offenbarung
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Ein
tragbarer Computer zur Verwendung in einer Prozessumgebung mit einem
Prozesssteuerungssystem darin kann ein Gehäuse, das für tragbare Bedienung angepasst
ist, eine Verarbeitungseinheit, die im Gehäuse angeordnet ist, einen computerlesbaren
Speicher, der im Gehäuse
angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, und eine
Anzeige einschließen,
die innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Zusätzlich kann
der tragbare Computer ein Eingabe gerät einschließen, das ein Eingabesignal
an die Verarbeitungseinheit liefert, und eine Softwareroutinematrize
verarbeitet das Eingabesignal und stellt Informationen, die zum
Prozesssteuersystem gehören über die
Anzeige zur Verfügung.
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Alternativ
oder zusätzlich,
kann ein tragbarer Computer zur Verwendung in einem Prozesssteuerungssystem
mit einem Host-System ein Gehäuse, das
zur handgehaltenen Bedienung angepasst ist, eine Verarbeitungseinheit,
die im Gehäuse
angeordnet ist und einen computerlesbaren Speicher, der im Gehäuse angeordnet
ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, einschließen. Zusätzlich kann der
tragbare Computer eine Anzeige im Gehäuse angeordnet und mit der
Verarbeitungseinheit verbunden, ein Keypad im Gehäuse angeordnet
und mit der Verarbeitungseinheit verbunden und ein Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät, das im
Gehäuse
angebracht ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, einschließen. Das
Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät
kann angepasst sein, um mit dem Host-System oder mit einzelnen Geräten, z.
B. einem Feldgerät,
im Prozesssteuerungssystem zu kommunizieren. Der tragbare Computer
kann auch eine erste Softwareroutine einschließen, die eine vom Keypad erhaltene
Anwendereingabe verarbeitet und über
das Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät, einen Befehl zum Host-System oder zum Feldgerät sendet.
Zusätzlich,
kann eine zweite Softwareroutine Prozessinformationen empfangen,
die vom Host-System oder dem Feldgerät als Antwort auf den Befehl über das
Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät
gesendet wurden und die empfangenen Prozessinformationen über die
Anzeige anzeigen.
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Alternativ
oder zusätzlich,
schließt
ein handgehaltener Computer zum Anschließen an ein Prozesssteuerungssystem
ein Gehäuse,
das für
handgehaltene Operationen angepasst ist, einen Prozessor, der im
Gehäuse
angeordnet ist und einen computerlesbaren Speicher, der im Gehäuse angeordnet ist
und mit dem Prozessor verbunden ist, ein. Der handgehaltene Computer
kann weiter eine elektronische Anzeige, das im Gehäuse angeordnet
ist und mit dem Prozessor verbunden ist, ein Keypad, das im Gehäuse angeordnet
ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist und ein Sende-Empfangsgerät, das im
Gehäuse
angeordnet ist und kommunikativ mit der Verarbeitungseinheit verbunden
ist, einschließen.
Das Sende-Empfangsgerät
kann angepasst sein, um mit einem entfernt gelegenen Prozessor, wie
z. B. in einem Host-System, zu kommunizieren, das dem Anwender ermöglicht sich
mit dem Hostgerät
oder dem Feldgerät
des Prozesssteuerungssystems zu verbinden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Prozesssteuernetzwerks mit
einem tragbaren Computersystem, das per Fernübertragung damit verbunden
ist.
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm des tragbaren Computersystems der 1.
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3 ist
ein Ablaufdiagram einer Softwareroutine, die Sprachdaten/-Stimmdaten verarbeitet
um Befehle im tragbaren Computersystem von 2 zu erkennen.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm einer Softwareroutine, die automatisch Prozesssteuergeräte aufgrund
von Videoinformationen vom tragbaren Computersystem in 2 gesammelt,
erkennt.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm einer Reihe von Softwareroutinen, die ein gemeinsames
Bild zwischen einem Host-System und dem tragbaren Computersystem
in 2 bereitstellen.
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6 ist
ein Ablaufdiagram einer Softwareroutine, die Sprachdaten/-Stimmdaten für einen
Anwender des tragbaren Computers verarbeitet, der Kommunikationsverbindungen
in einer Prozesssteuerungsumgebung prüft.
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7 ist
eine erste tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der
Softwareroutine in 6.
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8 ist
eine zweite tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der
Softwareroutine in 6.
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9 ist
ein weitere tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der
Softwareroutine in 6.
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10 ist
eine schematische Darstellung eines handgehaltenen Computers, der
als tragbarer Computer, wie in den 1 und 2 gezeigt,
verwendet werden kann.
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11–14 sind
schematische Darstellungen verschiedener graphischer Bilder, die
vom handgehaltenen Computer in 10 angezeigt
werden können.
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15 ist
eine schematische Darstellung einer handgehaltenen Kommunikationseinrichtung,
die verwendet wird, um direkt mit mehreren verschiedenen Geräten in der
Prozessanlageumgebung drahtlos zu kommunizieren.
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Detaillierte
Beschreibung
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Bezüglich 1 schließt ein Prozesssteuerungssystem 10 eine
Prozesssteuerung 12 verbunden zu einer Hostworkstation
oder einem Computer 14 (welche jede Art von PC oder Workstation
sein können)
und zu den Geräten 15, 16, 17, 18 und 19 vor
Ort über
Eingabe/Ausgabe- (E/A) Karten 20 und 22 ein. Die
Steuerung 12, die als Beispiel die DeltaVTM Steuerung
sein kann, die von Fisher-Rosemount Systems, Inc. verkauft wird,
kann kommunikativ mit dem Hostcomputer 14 über, z.
B. eine Ethernet-Verbindung verbunden sein und kann kommunikativ
zu den Feldgeräten 15-19 unter
Verwendung von Hardware und Software in Verbindung mit jedem gewünschten
Kommunikationsprotokoll, wie z. B. der FOUNDATIONTM Fieldbus,
der HART®,
PROFIBUS®, WORLDFIP®,
Device-Net® oder
CAN-Protokolle, verbunden sein. Typischerweise implementiert die
Steuerung 12 eine Prozesssteuerroutine, die darin gespeichert
ist und kommuniziert mit dem Geräte 15–22 und
dem Hostcomputer 14, um einen Prozess in der gewünschten
Weise zu steuern. Die Feldgeräte 15–19 können jede
Art von Geräten
sein, beispielsweise Sensoren, Ventile, Sende-Empfangsgeräte, Positioniergeräte, etc.
während
die E/-A Karten 20 und 22 jede Art von E/-A – Geräten sein
können,
die jeder gewünschten
Kommunikation oder jedem Steuerprotokoll entsprechen.
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Wie
in 1 abgebildet, ist der Hostcomputer 14 kommunikativ
mit dem tragbaren Computersystem 30 durch ein Fern- oder
drahtloses Verbindungsgerät,
wie einem Fern-Ethernet Sende-Empfangsgerät 32 verbunden. Zusätzlich,
wenn erwünscht,
können
ein oder mehrere Feldgeräte 15–19 kommunikativ
zum tragbaren Computersystem 30 über ein Fern- oder drahtloses
Verbindungsgerät
verbunden sein, beispielsweise ein ferngesteuertes Sende-Empfangsgerät, abgebildet
in 1 als Sende-Empfangsgeräte 32A und 32B verbunden
mit den Feldgeräten 16 und 19.
Alternativ oder zusätzlich kann
der Hostcomputer 14 zum tragbaren Computersystem 30 über eine
physische Leitung oder einen Bus verbunden sein, deren Terminals
sich überall
in der Prozesssteuerungsumgebung befinden, und mit denen das tragbare
Computersystem 30 vorübergehend
verbunden oder getrennt werden kann.
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Das
tragbare Computersystem 30 kann einen wearable und/oder
einen handgehaltenen Computer 34 mit einem ferngesteuerten
Sende-Empfangsgerät 35 und
einer Anzahl von Peripheriegeräten
damit verbunden, einschließen.
Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, schließt der wearable und/oder
handgehaltene Computer 34 einen Pentium oder höherklassige
CPU Hauptplatine mit Video, Sound, RAM (z. B. 64 Mb) und ROM mit
einer Festplatte (z. B. 4.3 Gb) ein, die alle im wearable Computergürtel platziert
werden können
(nicht abgebildet). Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle Peripheriegeräte im Gehäuse des
Computers 34 integriert werden. Der Computer 34 kann
eine Anzahl von Verbindungsports oder Slots, wie ein PCMCIA-Slot
einschließen,
eines davon kann verwendet werden, um das entfernte Sende-Empfangsgerät 36 zu
empfangen und ein weiteres davon kann verwendet werden, um eine
Videoverarbeitungskonsole, wie eine Videoframecapture-Konsole zu
empfangen. Die Peripheriegeräte,
die kommunikativ zum Computer 34 verbunden sind, können ein
Imaginggerät 38 einschließen, das
kann eine Videokamera, ein HUD 40, ein Lautsprecher 42,
der ein Kopfhörer
oder eine weitere Art Lautsprecher sein kann, ein Mikrofon 44 und ein
Anwendereingabegerät 46 sein,
das z. B. ein typisches Keyboard, eine Maus, ein Trackball oder
ein Twiddler mit einer begrenzten Anzahl an einfach verwendbaren
Tasten (wie Funktionstasten) sein kann, deren Funktion für unterschiedliche
Anwendungen unterschiedlich definiert werden kann. Das tragbare Computersystem 30 kann
auch eine globale Positionierungssystemeinheit 47 einschließen, die
es, wie weiter unten beschrieben, dem tragbaren Computersystem 30 ermöglichen
kann, den Anwender und/oder die Hostworkstation 14 über die
gegenwärtige
Position des Anwenders in der Prozesssteueranlage zu informieren.
Selbstverständlich
kann jedes weitere Peripheriegerät
anstatt oder zusätzlich
der hierin speziell beschriebenen Geräte verwendet werden.
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Während das
Bilderzeugungsgerät 38 vorzugsweise
eine Videokamera ist, kann es anstelle davon jede weitere Art von
Bilderzeugungsgerät sein,
wie eine Digitalkamera, die kompakt und einfach durch die Trageperson
ohne Verwendung der Hände
zu transportieren ist. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise,
ist die Videokamera 38 oder ein weiteres Bilderzeugungsgerät am HUD 40 oder an
einem weiteren Gerät
(wie einer wearable Kopfbedeckung) befestigt, um das Blickfeld der
Videokamera 38 in die Blickrichtung des Anwenders zu richten. Eine
Videokamera, die für
diese Zwecke geeignet ist, wird von Pulnix Corporation verkauft.
Die Pulnix Videokamera entspricht dem HDTV (high definition television)
Standard (z. B. erzeugt es einen 800 × 600 Farbpixel Imageframe),
hat eine etwa ein viertel Inch (Zoll) bis eineinhalb Inch (Zoll)
Durchmesser große Linse
und produziert ein hochauflösendes
Farbbild. Jedoch können
stattdessen weitere Videokameras verwendet werden, einschließlich Videokameras,
die Bilder mit hoher oder niedriger Farb- oder Schwarz und Weiß-Auflösung (z.
B. Graustufen) erzeugen. In manchen Fällen kann eine Videokamera
mit niedriger Auflösung
(entweder schwarz oder weiß)
bevorzugt werden, um die Zeit zu beschleunigen, die benötigt wird,
um das Bild in unten angegebener Weise zu bearbeiten.
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Das
HUD 40 kann ein NTSC Videoformat verwenden und ist vorzugsweise
ein monokulares HUD, wie das MI HUD, das von Liquide Image Corp. mit
Sitz in Kanada verkauft wird. Dieses HUD bietet ein Viertel VGA
(z. B. 320 × 240
Pixel) Graustufen-Bild.
Selbstverständlich
könnten
stattdessen HUDs mit HDTV-Format (die derzeit unerschwinglich teuer
sind) oder weitere Farb- oder Graustufen HUDs, die entweder zur
Zeit erhältlich
sind oder jene, die in der Zukunft entwickelt werden, verwendet
werden. Der Lautsprecher 42, das Mikrofon 44 und
das Eingabegerät 46 können jedes
passende und einfach-transportierbare Gerät sein und sind vorzugsweise
mit Rücksicht
auf die Trageperson oder den Anwender angebracht oder sind im Computer 34 integriert,
um Aktivitäten
mit freien Händen
zu ermöglichen.
In einer Ausführung
kann ein Bone-Mikrofon sowohl
als das Mikrofon 44 als auch der Lautsprecher 42 verwendet
werden. Wie bekannt, benutzt ein Bone-Mikrofon die Knochen im Kiefer
der Trageperson, um Stimmsignale zu erkennen und/oder Geräuschsignale
am Ohr der Trageperson zu erzeugen.
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Mit
dem installierten tragbaren Computersystem 30, kann der
Anwender beide Hände
frei haben, um weitere Aktivitäten
auszuführen,
wie z. B. Geräte
reparieren, Maßnahmen
ergreifen oder weitere Instrumente halten. Selbstverständlich kann
das Eingabegerät 46 eine
oder beide Hände
zur Bedienung erfordern, aber ist trotzdem vorzugsweise so angebracht,
dass der Anwender seine Hände
frei hat.
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Beziehen
wir uns jetzt auf 2, in der der tragbare Computer 34 ein
CPU 50 verbunden mit einem Speicher 42 einschließt, der
jede Axt von Speicher sein kein, inklusive von z. B. einem Laufwerk (wie
ein festes, magnetisches oder optisches Diskettenspeichexgerät), RAM,
ROM, EEPROM, EPROM, etc. Die CPU 50, die eine oder jede
mehrfache Anzahl an Prozessoreinheiten (oder weitere festverdrahtete
oder Firmware Elemente) einschließen kann, die unabhängig oder
in koordinierter Weise laufen, führt
eine oder mehrere Softwareanwendungen (gespeichert in Speicher 52)
unter Verwendung der Eingaben in Computer 34, Informationen
gespeichert im Speicher 52 und/oder Informationen vom Host-System über eine
Sende-Empfangsgerät
geliefert, aus. Die CPU 50 liefert auch Ausgaben sowohl zu
den Peripheriegeräten,
als auch zum Host-System über
das Fern- Kommunikationsgerät,
z. B. das Sende-Empfangsgerät 36.
In der Ausführung
von 2, ist die CPU 50 einschließlich einer
Steuerung 54 veranschaulicht, die in Hardware oder Software implementiert
sein kann und die das Bedienungssystem zusammen mit dem Computer 34 ausführt, um verschiedene
Eingaben von den Peripheriegeräten und
weiteren Komponenten des Computers 34 zu erkennen. Zusätzlich kann
die Steuerung 54, wie unten genauer beschrieben eine oder
mehrere Anwendungen ausführen.
Die CPU, veranschaulicht in 2, kann
eine Sprach-/Stimmerkennungseinheit oder Anwendung 56,
eine optische Zeichenerkennungseinheit (OCR) oder Anwendung 60,
einen Lautsprechertreiber 62 oder einen HUD-Treiber 64 einschließen oder
ausführen.
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Darüber hinaus
kann die CPU mit einem Video-Framegrabber 68 verbunden
sein, der an einer separaten Videoverarbeitungskonsole zur Verfügung stehen
kann.
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Die
Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56, z.B. das Dragon Dictate
System, verkauft von Dragon Systems in Boston, Massachusetts, oder
jede weitere gewünschte
Sprach-/Voiceerkennungseinheit, ist typischerweise in der Software
als Anwendung implementiert, aber kann alternativ an einer separaten Prozessorkonsole
ausgeführt
werden. Auf jeden Fall erhält
die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 Sprach-, Stimm- oder weitere Geräuschsignale
vom Mikrofon 44, führt
Sprach- und/oder Stimmerkennungsverarbeitung darauf aus und liefert
Befehle zur Steuerung 54, die auf erkannten Stimmeingaben
basieren. Die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 kann jede
erwünschte
oder bekannte Verarbeitung an den empfangenen Stimmsignalen ausführen, um gewisse
erkannte Sprachbefehle oder Worte zu identifizieren. Während diesem
Vorgang kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 einen
identifizierten Stimmbefehl aus einer Liste gespeicherter oder erkannter
Befehle (gespeichert, z. B. in Speicher 52) identifizieren,
um zu bestimmen, ob ein gültiger
Befehl vom Anwender geliefert wird. Wenn ein erkannter und autorisierter
Befehl empfangen wurde, kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 den Befehl
zur Steuerung 54 zur weiteren Verarbeitung bereitstellen.
Selbstverständlich
kann, wenn erwünscht,
die Steuerung bestimmen, ob ein Stimmbefehl gültig oder ein erkannter Befehl
im Rahmen der Anwendung, die auf der Steuerung 54 läuft, ist
und kann den Anwender benachrichtigen, wenn ein unerkannter und/oder
nicht autorisierter Befehl empfangen wird. Die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 kann
auch lernende Fähigkeiten
haben und kann angepasst sein, um eine bestimmte Stimme, eine Gruppe
von Stimmen oder Sprache im Allgemeinen, wie bereits bekannt zu
erkennen.
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3 veranschaulicht
ein Blockdiagramm einer Softwareroutine 80, die ein Sprach-
oder Stimmsignal verarbeitet, um Befehle zu identifizieren und die
am wearable Computersystem ausgeführt werden können, um
dem Anwender eine verbale Eingabe von Daten oder Befehlen zu ermöglichen
und dadurch die Hände
frei hält.
Ein Block der Routine 80 erhält ein Stimmsignal vom Mikrofon 44.
Ein Block 84 verarbeitet das Stimmsignal, um einen Befehl
im Signal unter Verwendung jeglicher erwünschten oder Standard- Sprach-
oder Stimmerkennungsverarbeitungsroutinen, wie oben erwähnt, zu
identifizieren. Ein Block 86 vergleicht dann den identifizierten
Befehl oder die Eingabe mit einem Satz von Befehlen, die z. B. im
Speicher 52 gespeichert sind, um zu bestimmen, ob der Befehl
gültig
(z. B. Der Befehl stimmt mit einem Befehl mit dem Satz an Befehlen überein) und/oder
berechtigt (z. B. eine bestimmte Stimme eines Anwenders mit einer
Berechtigung den angefragten Befehl auszuführen) ist. Wenn der Block 88 bestimmt,
dass der Stimmbefehl gültig
und berechtigt ist, liefert ein Block 90 den Befehl zur
Steuerung 54, um für
jede Anwendung, die solch einen Befehl erwartet, verwendet zu werden.
Danach, oder wenn der Stimmbefehl nicht als gültig oder berechtigt von Block 88 erkannt
wurde, wird die Steuerung zurück
zu Block 82 gesendet, welche weitere Stimmsignale erhält und verarbeitet.
Selbstverständlich
kann die Routine 80, wenn ein ungültiger oder unberechtigter Befehl
empfangen wurde, eine entsprechende Anzeige oder eine Nachricht
dem Anwender und/oder kann eine Nachricht an der Bedienerworkstation 14 (1)
anzeigen.
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Die
Videoverarbeitungseinheit, die in Computer 34 von 2 enthalten
ist, schließt
den Framegrabber 68 verbunden mit der OCR-Einheit 60 ein, aber
kann auch weitere Video- oder Bildverarbeitungshardware/-software
einschließen.
Der Framegrabber 68 kann z. B. ein Nogatekboard sein, das von
der Nogatek Company verkauft wird, während die OCR-Einheit 60,
z. B. das Carina Real-Time OCR Paket sein kann, das von Adaptive
Recognition, Ungarn (ARH), mit Sitz in Budapest, Ungarn verkauft wird.
Während
die ARH OCR-Einheit bisher dazu verwendet wurde Nummernschilder
von Fahrzeugen zu identifizieren, wird angenommen, dass dieses Produkt
oder ein Abkömmling
dieses Produkts (mit nur geringen Veränderung dazu) zufrieden stellend arbeiten
würde,
um Gerätemerkmale
wie unten beschrieben zu erkennen. Selbstverständlich können stattdessen weitere passende
Framegrabber-Konsolen und OCR-Pakete verwendet werden. Wie in 2 veranschaulicht,
erhält
der Framegrabber 68 ein Bildsignal (mit einer Vielzahl
an Imageframes darin) von der Videokamera 38 und liefert
einen Ausgabeframe zur OCR-Einheit 60. Selbstverständlich kann
der Framegrabber 68 unnötig
sein, wenn das Bilderzeugungsgerät 38 ein
Standbild erzeugt, wie eines, das von einer Digitalkamera erzeugt
wird.
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Die
OCR-Einheit 60 kann die empfangenen Bilder verarbeiten,
um Gerätemerkmale
im Bild zu identifizieren, und diese Gerätemerkmale dann dazu verwenden,
um ein oder mehrere Geräte
im Blickfeld der Videokamera zu identifizieren. Zum Beispiel kann die
OCR-Einheit 60 nach vorher bestimmte Symbole, wie alpha-nummerische
Symbole angebracht am Feldgerät
suchen und erkennen und so erkannte Symbole der Steuerung 54 zur
Geräteidentifizierung bereitstellen.
Selbstverständlich
kann, wenn erwünscht,
die Ausgabe der Videokamera 38 für weitere Zwecke verwendet
werden. Zum Beispiel kann das Videobild zur Steuerung 54 geliefert
werden, um am HUD 40 angezeigt zu werden und/oder zum Hostcomputer 14 über das
Sende-Empfangsgerät
zur Ansicht und/oder zur Verarbeitung durch den Hostcomputer 14 gesendet
werden.
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In
Bezug auf 4 kann eine Routine 100, veranschaulicht
durch ein Ablaufdiagramm, in eine Software, die von Computer 34 ausgeführt wird
implementiert sein, um Geräte
im Blickfeld der Trageperson, basierend auf der Videoeingabe, gesammelt vom
Bilderzeugungsgerät 38,
automatisch zu erkennen. Ein Block 102 erhält ein Video
oder weiteres Bild vom Bilderzeugungsgerät 38. Wenn das Bilderzeugungsgerät 38 eine
Videokamera ist, kann der Block 102 den Framegrabber 68 verwenden
um bestimmte Videoframes zu ergreifen. Jedoch, wenn das Bilderzeugungsgerät z. B.
eine Digitalkamera ist, kann der Block 102 direkt ohne
Hilfe des Framegrabber 68 auf das Bild zugreifen.
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Ein
Block 104 verarbeitet dann die erhaltenen Videobilder oder
-frames, um potentielle Gerätemerkmale
im Videoframe zu identifizieren. In einer Ausführung ist das Gerätemerkmal
eine Gerätekennung,
die durch OSHA (am. Behörde
für Betriebssicherheit
und Gesundheit) berechtigt ist, an jedem der Feldgeräte in der
Prozesssteuerungsumgebung angebracht zu sein. Gewöhnlich schließen solche
Gerätekennungen
einen rechtwinkligen Halter oder Rahmen (typischerweise ein oder
zwei Inch (Zoll) hoch und drei bis vier Inch (Zoll) breit) mit alpha-nummerischen
Zeichen darin einätzt
oder anders eingraviert oder eingeritzt, um für Personen in der Prozessumgebung
sichtbar zu sein. Die alpha-nummerischen Zeichen sind gewöhnlich in
einer anderen Farbe als der Frame, um diese Zeichen besser sichtbar zu
machen. Wenn er diese Gerätekennungen
erkennt, scannt der Block 10 die Bilder, um Bereiche die
wahrscheinlich Gerätekennungen,
wie rechteckige Bereiche im Bild zu identifizieren, die Bereiche
mit einer gewissen Reihe an Farben, Bereiche mit alpha-nummerischen
Zeichen darin, etc., enthalten. Selbstverständlich kann jede gewünschte Verarbeitung
verwendet werden, um nach diesen Gerätemerkmalen zu suchen. Danach
erkennt oder dekodiert ein Block 106 das Gerätemerkmal
im identifizierten Bereich. Insbesondere wenn Gerätekennungen identifiziert
sind, kann der Block 106 optische Zeichenerkennung (unter
Verwendung von OCR 60) an den identifizierten Merkmalen
anwenden, um eine vorläufige
Geräte-ID
zu erzeugen. Wenn mehr als 1 Gerät
im Bild verarbeitet wird, können
die Blöcke 104 und 106 zahlreiche
Gerätemerkmale
(wie Gerätekennungen)
erkennen und zahlreiche vorläufige
Geräte-IDs
identifizieren.
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Als
nächstes
vergleicht ein Block 108 jede der vorläufigen Geräte-IDs mit einer Liste von
Geräten,
die z. B. im Speicher 52 gespeichert sind, um die Existenz
der Geräte
entsprechend den vorläufigen Geräte-IDs zu
verifizieren. Wenn entsprechende Geräte existieren, werden die Geräte-IDs verifiziert
und jedes der verifizierten IDs wird, zur Verwendung in anderen
Anwendungen, von einem Block 110 der Steuerung 54 bereitgestellt,
um dem Träger über das HUD 40 angezeigt
zu werden und/oder über
das Sende-Empfangsgerät 36 zum
Hostcomputer 14 gesendet zu werden.
-
Während die
Routine 100 Geräte,
basierend auf den jeweiligen erkennbaren Merkmalen identifizieren
kann, ist vorzuziehen, dass die Routine 100 Geräte identifiziert,
die auf Gerätemerkmale
basieren, z. B. Merkmale, die Teil des Gerätes sind, wie es im Feld platziert
ist ohne Berücksichtigung
der automatischen Erkennung und Identifizierung durch das tragbare
Computersystem 30. Mit anderen Worten, während es
möglich
wäre Strichcodes
oder andere eindeutige Bezeichnungen an jedem Gerät innerhalb der
Prozesssteuerungsumgebung anzubringen, ist vorzuziehen, dass die
Routine 100 Geräte
identifiziert, die auf Merkmalen basieren, die nicht nur zum Zwecke
der Erkennung durch das tragbare Computersystem 30, am
Gerät angebracht
sind, z. B. Merkmale, die bereits am Gerät für andere Zwecke vorhanden sind.
Wenn Erkennung und Identifikation unter Verwendung solcher Gerätemerkmale
ausgeführt werden,
dann müssen
keine zusätzlichen
Schritte unternommen werden, um jedes Gerät in der Prozesssteuerungsumgebung
für den
speziellen Zweck der Identifizierung durch den tragbaren Computer
zu kennzeichnen oder anders zu markieren.
-
Andere
Anwendungen, die z. B. der Trageperson automatisch Informationen über den
HUD 40 anzeigen, können
der Trageperson das identifizierte Gerät anzeigen, können der
Trageperson weitere Informationen bezüglich des/der identifizierten
Geräts/e über das
HUD anzeigen und/oder die identifizierten Geräte-IDs an das Host-System 14 senden. Natürlich kann
die Liste der erkannten Geräte
im Speicher 52 des Computers 34 oder in einem
anderen Speicher, beispielsweise in einem Speicher im Host-System 14 gespeichert
werden, auf den über Fernkommunikation
durch Block 108 zur Verifizierung der vorläufigen Geräte-IDs zugegriffen
werden kann. Es versteht sich, dass es nicht erforderlich ist, dass
jeder der Blöcke
der Routine 100 im tragbaren Computersystem 30 ausgeführt wird.
Stattdessen, kann einer oder mehrere dieser Blöcke durch den Hostcomputer 14 durchgeführt werden,
der mit dem tragbaren Computersystem 30 kommunizieren kann, um
Routine 100 auszuführen.
-
Beziehen
wir uns nochmals auf 2, der Lautsprechertreiber 62 erhält Signale
von der Steuerung 54 und verarbeitet diese Signale durch,
z. B. Konvertieren der Signale zu üblichen analogen Audiosignale,
Verstärken
der Signale, etc. Der Lautsprechertreiber 62 kann dann
das verarbeitete Signal dem Lautsprecher 42 bereitstellen.
Es ist sicherlich verständlich,
dass der Lautsprecher 62 und die Steuerung 54 verwendet
werden können,
um aufgezeichnete Signale z. B. im Speicher 52 oder im
Speicher des Hostcomputers 14 zu speichern und/oder verwendet
werden, um Echtzeit-Audiosignale weiterzuleiten, die durch das Host-System
erzeugt werden, beispielsweise die Stimme der Bedienperson positioniert
am Host-System oder die Stimme eines weiteren Anwenders eines tragbaren
Computers, der an einem anderen Ort in der Prozesssteuerungsumgebung
positioniert ist. Die Stimm- oder Audiosignale, die über den
Lautsprecher 42 abgespielt werden sollen, können dem
Computer 34 über
das Sende-Empfangsgerät 36 vom
Host-System geliefert werden oder können durch Verwendung von jedem
weiteren Audiokommunikationssystem verwendet werden, das mit dem
Computer 34 verbunden ist.
-
Ebenso
erhält
der HUD-Treiber 64 Signale von der Steuerung 54,
einschließlich
graphischer Informationen, die am HUD 40 angezeigt werden
und führt
entsprechende Verarbeitung dieser Signale für die Anzeige über das
HUD 40 aus. In einigen Ausführungen kann das HUD 40 in
Verbindung mit dem Twiddler 46 oder dem Mikrofon 44 verwendet
werden, um eine Standardcomputerbetriebsumgebung, wie ein Windows-Bild
mit Dialogkästchen,
Text, Graphiken oder ähnlichem
bereitzustellen. Mit dieser Umgebung kann die Trageperson einen
Kursor bewegen, auf Informationen zugreifen oder das Bild auf dem
HUD 40 verändern,
z. B. eine Anwendung laufen lassen oder Entscheidungen in Bezug
auf das Ausführen
einer Anwendung durch Computer 34 treffen.
-
Die
Steuerung 54 kann das Sende-Empfangsgerät 36 in jeder gewünschten
Weise oder in Standardform verwenden und liefert Signale zum Sende-Empfangsgerät 36 zur
Kommunikation mit dem Host-System 14 unter Verwendung von
jedem gewünschten
Kommunikationsprotokoll. Ebenso erhält und dekodiert die Steuerung 54 Kommunikationen
vom Hostcomputer 14 über
das Sende-Empfangsgerät
unter Verwendung von jedem gewünschten
Kommunikationsprotokoll.
-
Das
tragbare Computersystem 30 aus 2 kann dazu
verwendet werden, um dem Anwender eine Auswahl an Informationen
bereitzustellen und/oder um Funktionen in der Prozesssteuerungsumgebung
auszuführen,
die die Aufgaben des Anwenders erleichtern und beschleunigen, wenn
der Anwender z. B. die Verbindungen verschiedener Geräte in der
Prozesssteuerungsumgebung prüft,
einrichtet, repariert, optimiert, diagnostiziert, kalibriert und
kontrolliert. Zum Beispiel kann ein Anwender unter Verwendung des
tragbaren Computersystems 30 entweder automatisch oder
nach entsprechender Eingabe über
eines der Peripheriegeräte,
Informationen über
das HUD 40 erhalten und sehen, die zu bestimmten Geräten oder
Bereichen in der Prozesssteuerungsumgebung gehören. Der Computer 34 kann
speichern, oder kann mit dem Hostcomputer 14 oder mit dem
Feldgerät
selbst kommunizieren, um jede gewünschte Information zu erhalten,
die zu einem bestimmten Gerät
oder zum Prozesssteuerungssystem im Allgemeinen gehört und kann
diese Informationen der Trageperson über das HUD 40 durch
Anfrage des Anwenders oder wenn das tragbare Computersystem 30 ein
Gerät im
Blickfeld des Anwenders erkennt, wie oben beschrieben, anzeigen. Die
angezeigten Informationen können
Prozessinformationen, wie schematische Darstellungen oder Bedienungsübersichten
des Prozesssteuerungssystems, Geräteinformationen wie Gerätelisten,
Hilfe-Informationen,
Prüf-Informationen
und sogar Informationen zu den Prozessparametern (wie Maße, Parameterwerte,
etc.) einschließen,
die von einem oder mehreren der Geräte die im Prozesssteuerungssystem
verbunden sind, gemacht sind oder damit in Verbindung stehen. Zusätzlich können angezeigte
Informationen gerätespezifische
Informationen einschließen,
wie Gerätekonfigurationen
und Setup-Informationen, Geräteverbindungen
und Kalibrierinformationen oder jede weitere Information, die allgemein
von einem Gerät über bekannte
handgehaltene Kommunikationseinrichtungen, die über eine temporäre festverdrahtete
Verbindung an Feldgeräten
angeschlossen sind, zur Verfügung
stehen.
-
Um
solche Informationen zu sehen, kann der Trageperson, wenn sie an
einem Gerät
vorbei geht eine Gerätebezeichnung,
beispielsweise eine Gerätekennung
oder eine Gerätenummer,
eingeben, die die Steuerung 54 dazu bringen kann bestimmte
Geräteinformationen,
wie Hilfe, Kalibrierung, Prüfung, Parameterwerte,
etc. automatisch anzuzeigen. Natürlich
kann der Anwender die Gerätebezeichnung unter
Verwendung des Twiddlers 46, dem Mikrofon 44 oder
durch ein weiteres Eingabegerät
eingeben. Wenn das Mikrofon 44 verwendet wird, kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56,
z.B. eine gesprochene Gerätekennungsnummer
oder einen Namen identifizieren und diese Gerätekennungsnummer oder diesen
Namen der Steuerung 54 bereitstellen. Falls erwünscht, kann
die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 konfiguriert werden,
um eine Gerätenummer,
einen Gerätenamen
oder jede weitere Gerätebezeichnung
zu empfangen und die eingegebenen Bezeichnungen mit einer Liste
gültiger
Gerätenummern
oder Namen im Speicher 52 zu vergleichen.
-
Die
GPS-Einheit 47 kann verwendet werden, um die Anzeige, Informationserfassung
und Verarbeitungsfähigkeiten
des tragbaren Computersystems, hierin beschrieben, weiter zu verbessern.
Zum Beispiel, kann die GPS-Einheit 47 Koordinaten und/oder
weitere relativ präzise
Positionsinformationen zum Computer 34 liefern, dabei wird
dem Computer 34 ermöglicht
zu bestimmen, wo in der Prozesssteueranlage sich der Anwender derzeit
befindet. Solche Positionsinformationen können im oder durch das tragbare
Computersystem 30 durch eine Vielzahl von Methoden verwendet
werden. Zum Beispiel können
Positionsinformationen von der GPS-Einheit 47 verwendet
werden, um die Identifizierung der Geräte in einem Prozesssteuerungssystem
zu vereinfachen, besonders wenn einzelne Gerätekennungen oder -bezeichnungen
nicht zugreifbar, nicht legitimiert oder beschädigt sind, oder anderweitig
schwer lesbar oder zugreifbar sind. Solche Positionsinformationen
können
auch helfen Mehrdeutigkeiten zu klären, wie z.B. wenn zwei oder
mehr Geräte
an verschiedenen Orten der Prozessanlage gleiche oder identische
Kennungen oder Bezeichnungen verwenden.
-
Weiter
können
die Positionsinformationen, die von der GPS-Einheit 47 geliefert
werden, dazu verwendet werden, um graphische Karten oder Diagramme
zu erstellen, die dem Anwender über
das HUD 40 angezeigt werden können und es dadurch dem Anwender
ermöglichen
den gegenwärtigen
Ort im Gesamtsystem sichtbar zu machen. Solche graphischen Karten
oder Diagramme können
es einem Anwender auch ermöglichen,
schneller festzulegen, wie er effizient zu einem gewünschten
Ort in der Anlage gelangt.
-
Des
Weiteren können
die Positionsinformationen, die von der GPS-Einheit 47 geliefert
werden, vom Host-System 14 verwendet werden, um einer Systembedienperson
genau anzuzeigen, wo sich ein oder mehrere Anwender von tragbaren
Computersystemen in der Anlage befinden. Eine Systembedienperson
könnte
z. B. diese Positionsinformationen verwenden, um das Aussenden von
Technikern, Reparatur- und Wartungspersonal, etc. in einer effizienten
Weise zu ermöglichen.
-
In
einer Ausführung,
wie oben beschrieben, kann das Gerät im Blickfeld des Anwenders
automatisch durch den Videoverarbeitungsschaltkreis erfasst werden
und wenn eine solche Erfassung stattfindet, können dem Anwender Informationen über das
Gerät automatisch über das
HUD 40 in jedem gewünschten
Format angezeigt werden. Wenn die Informationen im Speicher 52 gespeichert
sind, können die
Informationen automatisch über
die Steuerung 54 zugegriffen werden und über den
HUD 40 unter Verwendung des HUD-Treibers 64 geliefert
oder angezeigt werden. Alternativ dazu, wenn die Informationen im
Host-System 14 gespeichert sind, kann die Steuerung 54 die
geeigneten Informationen über
das Sende-Empfangsgerät 36 anfragen
und empfangen und dann solche Informationen am HUD 40 anzeigen.
Falls Prozessparameter durch ein Gerät gemessen oder darin gespeichert
sind, kann das Host-System mit dem Gerät kommunizieren, um die aktuellsten
Werte oder Daten zu erhalten, bevor diese Informationen dem tragbaren
Computersystem 30 bereitgestellt werden. Alternativ dazu
kann das tragbare Computersystem 30 direkt mit dem Gerät, wie z.B.
einem Feldgerät, über das
Geräte-Sende-Empfangsgerät (wie das
Sende-Empfangsgerät 32A und 32B) kommunizieren,
um die erwünschten
Informationen zu erhalten.
-
In
jedem dieser Fälle
kann die Steuerung 54 dem Anwender eine Liste von erkannten
Geräten
anzeigen und dem Anwender erlauben Informationen über jedes
der Geräte
auf Wunsch anzusehen, oder alternativ dazu kann die Steuerung 54 Informationen über die
erkannten Geräte über das
HUD 40 automatisch anzeigen. Bezeichnenderweise ermöglicht die Verwendung
des Mikrofons 44, der Videokamera 38 und weiterer
in Verbindung stehender Hardware/Software am Computersystem 30 dem
Anwender die Informationen bezüglich
Geräte
und Ort (oder Bereiche oder weitere Einheiten der Prozesssteuerungsumgebung),
ohne Verwendung der Hände,
z. B. ohne Daten oder weitere Informationen über ein handgehaltenes oder
per Hand zu manipulierendes Gerät,
automatisch zu erhalten und anzusehen. Dadurch bleiben die Hände der
Trageperson frei, um weitere Aufgaben, z. B. reparieren, austauschen,
kalibrieren eines Gerätes,
manipulieren weiterer Werkzeuge, etc. auszuführen und dies ist sehr vorteilhaft. Des
Weiteren kann das Computersystem 30 Informationen empfangen
und anzeigen, die durch Geräte gemessen
wurden oder darin gespeichert wurden, auf die der Anwender tatsächlich blickt
und/oder in deren Nähe
sich der Anwender physisch befindet, ohne separate Wähleinrichtungen
oder Anzeige zu benötigen,
die physisch, außen
an jedem Gerät
angebracht sind und für
den Anwender physisch zugänglich
und sichtbar sind.
-
In
einer weiteren Ausführung
kann das wearable Computersystem 30 dazu verwendet werden, eine
gemeinsame Ansicht (z. B. Anzeige) für eine Bedienperson, z. B.
am Hostcomputer 14 positioniert und für den Anwender über das
HUD 40 bereitzustellen, um dadurch Kommunikationen zwischen
den beiden zu verbessern. Solch eine gemeinsame Ansichts-Anwendung
zeigt beiden Personen das gleiche Bild und erlaubt einer oder beiden
Personen das Bild zu manipulieren, z. B. auf bestimmte Teile des Bildes
zu zeigen oder diese zu markieren oder Post-data am Bild. Diese
Vorgänge
können
in Verbindung mit der Sprachkommunikation verwendet werden, um Gespräche zwischen
dem Anwender des tragbaren Computers und der Bedienperson, die sich entfernt
am Hostcomputer 14 befindet, zu verbessern.
-
5 veranschaulicht
ein Blockdiagramm einer Softwareroutine 116, die auf dem
Hostcomputer 14 laufen kann und ein Blockdiagramm einer
Softwareroutine 118, die auf dem tragbaren Computersystem 30 laufen
kann, um eine gemeinsame Ansicht oder Anzeige zu implementieren.
Die Routine 118 schließt
einen Block 120 ein, der ein Videobild erfasst und über das
Sende-Empfangsgerät
zum Hostcomputer 14 sendet. Kommunikationen zwischen dem tragbaren
Computersystem 30 und dem Hostcomputer 12 sind
in 5 durch gepunktete Linien veranschaulicht. Dieses
Bild kann das gesamte Multiframe-Bild sein, das durch die Videokamera 38 erzeugt wurde,
oder kann aus einem oder mehreren einzelnen Frames daraus bestehen.
Ein Block 122 in der Routine 116 erhält das Videobild
und ein Block 124 zeigt der Bedienperson das Videobild über ein
Anzeigegerät an,
das mit dem Hostcomputer 14 in Verbindung steht. Der Block 126 kann,
z. B. einfach den allerneuesten, empfangen Frame des empfangenen Videosignals
anzeigen und darauf warten, dass die Bedienperson anzeigt, dass
ein Einfrieren des Bildes verlangt wird.
-
Alternativ
kann der Block 126 der Bedienperson erlauben die empfangenen
Frames wiederzugeben, um ein gewünschtes
Bild zu wählen
oder kann der Bedienperson erlauben ein Basisbild in jeder weiteren
gewünschten
Weise zu wählen.
Wenn die Bedienperson kein Basisbild für die gemeinsame Anzeige wählt, liefert
der Block 126 die Steuerung zurück zu Block 122. Wenn
die Bedienperson ein Basisbild auf Block 126 wählt, sendet
ein Block 128 das gewählte Basisbild
zum tragbaren Computersystem 20, um es dem Anwender des
HUD 40 anzuzeigen. Der Block 128 kann, falls erwünscht, auch
der Bedienperson das gewählte
Basisbild über
die Anzeige des Hostcomputers 14 anzeigen.
-
Als
nächstes
bestimmt ein Block 130 in der Routine 116, ob Änderungen
des Basisbildes gemacht werden oder durch die Bedienperson des Hostcomputers
angefragt sind. Solche Änderungen können z.
B. Bewegung eines Kursors oder eines Zeigers, Zeichnen eines Bildes,
Markieren von Bereichen des Bildes, Anbringen von Informationen
oder Daten auf dem Bild oder jede weitere gewünschte Anderung, die es der
Bedienperson ermöglicht
mit dem sich entfernt befindenden Anwender zu kommunizieren, einschließen. Diese Änderungen
können durch
die Bedienperson unter Verwendung jedes gewünschten Bedienungssystemprotokolls
sowie Peripheriegeräte,
wie eine Maus und ein Keyboard gemacht werden. Wenn Änderungen
am Bild durch die Bedienperson gemacht werden, sendet ein Block 132 die Änderungen über das
Sende-Empfangsgerät 32 und 36 zum
tragbaren Computersystem 30. Die Änderungen können unter Verwendung jedes
gewünschten
Protokolls kommuniziert werden und je nach Wunsch werden entweder
die bestimmten Änderungen
gemacht oder ein ganz neuer Bildframe mit den Änderungen darin kann zum tragbaren
Computersystem 30 gesendet werden. In einer Ausführung können Anderungen
des Bildes in Form einer Zeigerbewegung als neue Zeigerkoordinaten
kommuniziert werden. Nachdem Änderungen
am Bild gemacht und zum tragbaren Computersystem 30 gesendet
wurden, oder wenn keine Änderungen
durch den Hostcomputer gemacht wurden, aktualisiert ein Block 134 das
Bild auf dem Host-System (indem sowohl Anderungen durch die Bedienperson
als auch Anderung durch das tragbare Computersystem 30 integriert und
zum Host-System 14 gesendet werden. Die Steuerung der Routine 118 wird
dann an Block 130 zurückgegeben,
um weitere Anderungen durch den Hostcomputer zu erkennen.
-
Währendessen
schließt
die Routine 118 einen Block 136 ein, der das vom
Host-System empfangene
Basisbild, am HUD 40 anzeigt. Ein Block 138 erkennt
dann Änderungen
am Bild, die vom Anwender unter Verwendung eines beliebigen, verfügbaren Eingabegerätes, einschließlich dem
Mikrofon 44 und dem Twiddler 46 gemacht wurden.
Wenn der Anwender Änderungen
am angezeigten Bild macht, sendet ein Block 140 die Anderungen
an den Hostcomputer 14. Danach, oder wenn keine durch den Anwender
veranlassten Änderungen
erkannt werden, aktualisiert ein Block 142 das Bild auf
dem HUD 40, indem Änderungen
integriert werden, die sowohl durch den Anwender gemacht wurden
als auch Änderungen
die vom Hostcomputer gemacht und empfangen wurden.
-
Auf
diese Weise arbeiten die Routinen 116 und 118 am
Hostcomputer 14 und am tragbaren Computersystem 30,
um eine gemeinsame Ansicht oder einen Vorgang bereitzustellen, die
von einen oder beiden, der Bedienperson des Hosts und dem sich entfernt
davon befindenden Anwenders bearbeitet werden können, um Kommunikationen zwischen den
beiden zu verbessern. Während
das Basisbild hierin als Bild beschrieben wurde, das vom tragbaren Computersystem 30 erfasst
wurde, muss das nicht der Fall sein. Stattdessen könnte das
Basisbild eine gespeicherte Bedienungsansicht, ein Bedienungsschema,
etc. in Bezug auf den Prozess oder das betreffende Gerät sein.
In jedem Fall ermöglicht
die gemeinsame Ansicht der Bedienperson des Hosts auf verschiedene
Elemente im angezeigten Bild, auf eine durch den Anwender des tragbaren
Computers einfach sichtbare Weise, hinzuweisen und darüber zu sprechen.
Darüber
hinaus, falls erwünscht,
kann der Anwender Änderungen
unter Verwendung von z. B. dem gleichen oder eines weiteren Kursors
machen, um das Gespräch
mit der Bedienperson des Hosts zu verbessern. Falls erwünscht, muss
der Anwender nicht in der Lage sein eine Änderung am Bild vorzunehmen,
was die Routinen 116 und 118 aus 5 vereinfacht.
Außerdem,
falls erwünscht,
kann der Anwender das Basisbild zur Verwendung auswählen, bevor
es zum Hostcomputer 14 gesendet wird.
-
Eine
weitere Verwendung des tragbaren Computersystems 30 in
einer Prozesssteuerungsumgebung wird in Verbindung mit der Routine 150 beschrieben,
die durch ein Flussdiagramm in 6 dargestellt
ist, welche vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise im tragbaren
Computersystem 30 ausgeführt wird. Im Allgemeinen ermöglicht die
Routine 150 dem Anwender die geeignete Verbindung zu verschiedenen
Geräten
oder Kommunikationskanälen
(wie E/A-Verbindungen) in einer Prozesssteuerungsumgebung herauszufinden
und zu verifizieren, ohne dabei die Hände zu benutzen und ohne Hilfe
einer Bedienperson oder eines Hostgerätes. Bisher war ein Techniker
zum Verifizieren einer geeigneten Verbindung eines Gerätes oder
Kommunikationskanals in einer Prozesssteuerungsumgebung nötig, der mit
einem handgehaltenen Messgerät,
z. B. einem Voltmesser und einem handgehaltenes Funkgerät, das der
Techniker verwendete, um mit der Bedienperson an der Hostworkstation
zu kommunizieren, in die Anlage ging. Als erstes musste der Techniker
zum Gerät
gehen (und musste es finden), der Bedienperson des Hosts über das
handgehaltene Radio anzeigen, das er am Gerät ist und dann anzeigen welchen Kommunikationskanal
er kontrollieren wird. An dieser Stelle musste der Techniker ein
handgehaltenes Messgerät
verwenden, um das Signal der Leitung zu messen. Der Techniker sagte
dann der Bedienperson des Hosts über
das handgehaltene Funkgerät,
das gemessene Signal, damit die Bedienperson des Hosts verifizieren
konnte, ob das gemessenen Signal die tatsächlichen Signale am gewählten Kommunikationskanal
waren. Danach würde
der Techniker der Bedienperson des Hosts mitteilen, dass sie das
Signal am getesteten Kanal ändern
soll und die Bedienperson des Hosts eine Änderung des Signals oder Wertes
des Kommunikationskanals veranlassen. Der Techniker würde dann
das Signal am Kanal nochmals messen, um zu sehen, ob die Änderung
tatsächlich
erfolgt ist. Offensichtlich erforderte dieser Vorgang zwei Personen
(z. B. eine Bedienperson des Hosts und einen Techniker), viel mühsame Kommunikation
zwischen Bedienperson des Hosts und Techniker und war schwierig
in einer großen
und komplexen Prozesssteuerungsumgebung durchzuführen, wo der Techniker gleichzeitig
versuchte ein handgehaltenes Funkgerät und ein handgehaltenes Messgerät zu manipulieren
und Zugriff zum entsprechenden Gerät oder zur Kommunikationsleitung
zu erhalten. Darüber
hinaus beruhte dieser Vorgang auf Kommunikationen zwischen einer
Bedienperson des Hosts und dem Techniker, was eine Tendenz zu Verwirrungen
und zum Einfließen
von Fehlern hatte.
-
Unter
Verwendung der Routine 150 aus 6, kann
ein Anwender eines tragbaren Computers Verbindungen des Gerätekommunikationskanals,
wie E/A-Verbindungen, in einem Prozesssteuerungssystem, relativ
ohne Verwendung der Hände
(z. B. Halten von nur einem Messgerät) testen und ohne der Notwendigkeit
mit der Bedienperson an der Hostworkstation zu kommunizieren. Stattdessen
kommuniziert das tragbare Computersystem 30 direkt mit dem
Hostcomputer, um dem Anwender alle benötigten Informationen bereitzustellen
und um vom Anwender angeforderte Änderungen vorzunehmen, die benötigt werden,
um die Verbindungen mit einem Gerät oder einem Kommunikationskanal
im Prozesssteuerungssystem zu kontrollieren. Unter Verwendung der
Routine 150 kann der Anwender in die Prozesssteuerungsumgebung
oder -anlage gehen, eine Liste von Geräten und/oder Kommunikationskanälen in Verbindung
mit einem Gerät
erhalten, ein bestimmtes Gerät
und/oder Kommunikationskanal zum Testen wählen, herausfinden welches
das Signal am zu testenden Gerät
oder Kanal sein soll, Änderungen am
Signal vornehmen und sowohl das ursprüngliche Signal als auch das
geänderte
Signal messen, um die korrekte Verbindung des Gerätes oder
des Kanals zu testen, ganz ohne eine Bedienperson des Hosts zu benötigen und
die damit verbundenen mühsamen,
fehleranfälligen
Kommunikationen.
-
Die
Routine 10 schließt
einen Block 152 ein, der eine Geräteliste anzeigt, die auf dem
HUD 40 getestet werden kann.
-
Der
Anwender kann ein bestimmtes Gerät zum
testen wählen,
indem er eines der aufgelisteten Geräte in jeder gewünschten
Weise wählt.
Bevorzugterweise spricht der Anwender Befehle in das Mikrofon, wie
HOCH, RUNTER, LINKS, RECHTS, EINGABE, etc., die erkannt werden und
der Steuerung 54 geliefert werden und die verwendet werden,
um den Kursor (der ein markierter Bereich sein kann) oder um Elemente
auf einer Windows-Screen
auf dem HUD 40 zu wählen.
Selbstverständlich
kann ein Anwender auch ein Gerät
unter Verwendung des Twiddlers 46 oder weiterer Tastaturgeräte wählen, indem das
Mikrofon zur Eingabe des Namen oder der Kennung in Verbindung mit
einem Gerät
verwendet wird, oder unter Verwendung der Videokamera 38,
um ein Gerät,
wie beschrieben, in Hinsicht auf die Routine 100 der 4 zu
identifizieren.
-
Ein
Block 154 wartet auf den Anwender, um ein Gerät zu wählen und
nachdem ein Gerät
gewählt wurde
oder anders durch den Anwender gewählt wurde, zeigt ein Block 156 über das
HUD 40 eine Liste von Kommunikationskanälen in Verbindung mit dem gewählten Gerät an. Ein
Beispiel für
so eine unter Verwendung einer Art Windows- Anzeigescreen ist in 7 dargestellt
und schließt
einen Satz von 11 Kommunikationskanälen für das Gerät CTLR1 (Steuerung 1)
mit dem ersten Kanal CTLR1CO2CH01, der markiert ist, ein. Selbstverständlich kann
die Liste der E/A oder weiterer Kanäle in jeder weiteren Weise
angezeigt werden und ist nicht auf 7 begrenzt.
-
Beziehen
wir uns nochmals auf 6, ein Block 158 wartet
auf den Anwender, um einen Kommunikationskanal zu wählen, der
kontrolliert werden soll. Der Anwender kann einen bestimmten Kanal wählen, der
z. B. auf der Screen in 7 angezeigt ist, unter Verwendung
von Sprachbefehlen wie „ZURÜCK" und „VOR", um den Kursor zu
einen weiteren Kanal zu bewegen und „EINGABE", um den Kanal zu wählen. Um den dritten Kommunikationskanal (CTLR1CO2CH03)
zu wählen,
wenn die Anzeigescreen in 7 gezeigt
ist, kann der Anwender deshalb, einfach zweimal „VOR", um den Kanal CTLR1CO2CH03 zu markieren
und dann „EINGABE" sagen, um diesen
Kanal zu wählen.
Während weitere
Sprachbefehle verwendet werden können,
ist es vorzuziehen die Anzahl der Sprachbefehle auf einfache Worte
zu begrenzen, die von der Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 einfacher
erkannt werden können.
Außerdem,
während
die Anzeigescreen in 7 unter Verwendung weiterer
Eingabegeräte, wie
dem Twiddler 46, manipuliert werden kann, ist es vorzuziehen,
es dem Anwender ohne Verwendung der Hände zu ermöglichen die Screen und Daten
auf der Screen unter Verwendung von Stimmsignalen oder unter Verwendung
weiterer Eingabegeräte
zu manipulieren, die es dem Anwender erlauben beide Hände für weitere
Aktivitäten
zu benutzen.
-
Nachdem
ein Anwender einen bestimmten Kommunikationskanal zum Kontrollieren
gewählt
hat, zeigt ein Block 160 eine weitere Screen am HUD 40 an,
die Prozessinformationen entsprechend zum gewählten Kanal anzeigt. Um die
Screen in 8 zu erstellen, erhält der Block 160 den
gegenwärtigen
Prozesswert des gewählten
Kommunikationskanals vom Host-System oder vom Feldgerät über das
Sende-Empfangsgerät 36 und
zeigt den gegenwärtigen Wert
des Kanals (in diesem Fall „0") zusammen mit einer
Anzeige zur Qualität
des Signals (in diesem Fall „gut") an. Dieser Block 160 liefert
auch einen Bereich für
den Anwender, um einen neuen Verarbeitungswert für den Kanal einzugeben und
zeigt die Signalart an diesem Kanal, nämlich, ob der Kanal ein analoger Kanal
oder ein digitaler Kanal ist, sowie die gültigen Bereiche des Signals
an. Die auf der Screen gezeigte Information ist im Speicher 52 des
tragbaren Computersystems 30 gespeichert oder wird vom
Hostcomputer 14 erhalten, welcher entweder diese Information
in einem Speicher speichert oder die Information vom Gerät erhält, oder
sie direkt vom Feldgerät selbst über eine
drahtlose Verbindung zwischen Sende-Empfangsgerät 36 und einem Sende-Empfangsgerät am Feldgerät empfangen
hat. Im veranschaulichten Beispiel von 8, ist der
Kanal CTLR1602CH01 ein digitaler Kanal, der gegenwärtig auf
den Wert 0 gesetzt ist. 9 veranschaulicht eine ähnliche
Screen die auf dem HUD 40 für den Kanal CTLR1CO6CH01 angezeigt
ist, welcher ein analoger Kanal mit einem gültigen Bereich von 0–100 ist und
welcher einen gegenwärtigen
Wert von 90 hat.
-
Wenn
die Screen aus 8 oder 9 betrachtet
wird, kann der Anwender die Werte des gewählten Kanals unter Verwendung
von z. B. einem handgehaltenen Voltmessers oder einem beliebigen weiteren
gewünschten
Gerät manuell
messen. Wenn der gemessene Wert der gleiche ist, wie der im gegenwärtigen Wertefeld
der Screen aufgelistete Wert, dann kann der Anwender fortfahren
einen neuen Wert in das neue Wertefeld einzugeben. Beziehen wir
uns nochmals auf 6, ein Block 162 wartet
auf den Anwender, um einen neuen Verarbeitungswert einzugeben, bevorzugterweise
unter Verwendung von Sprachbefehlen in Form von Zahlen und weiteren
einfachen Befehlen wie „EINGABE", „ZURÜCK" und „VOR", damit der Anwender
nicht die Hände
vom Messgerät
nehmen muss. Ein neuer Wert von 98,5 wird in das neue Wertfeld auf
der Screenanzeige in 9 eingegeben. Nach Erhalt eines
neuen Wertes sendet ein Block 164 diesen neuen Wert zum Host-System,
welches dann den gewählten
Kanal zum neuen Wert ändert
und nach Verifizieren, dass der gewählte Kanal auf den neuen Wert
geändert wurde,
wird der neue Wert als gegenwärtiger
Wert des gewählten
Kanals zum tragbaren Computersystem 30 gesendet. Ein Block 166 aktualisiert
dann die Screenanzeige am HUD 40, um anzuzeigen, dass der
gegenwärtige
Wert auf den kürzlich
eingegebenen neuen Wert geändert
wurde und löscht
das neue Wertfeld, um es dem Anwender zu ermöglichen einen weiteren neuen
Wert einzugeben. Hierbei kann der Anwender das Signal am gewählten Kanal
unter Verwendung des handgehaltenen Anzeigeinstruments messen, um
zu sehen, ob das Signal auf den eingegebenen neuen Wert geändert wurde.
Ist dies so, dann ist der Kommunikationskanal höchstwahrscheinlich richtig
verbunden und arbeitet im Prozesssteuerungssystem. Ist dies nicht
so, dann ist ein Problem vorhanden, das identifiziert und korrigiert
werden muss. Selbstverständlich
kann der Anwender weitete Änderungen
des Wertes des Kommunikationskanal ausführen und diese Änderungen
messen, oder er kann zurück zum
Kanal oder der Auswahlscreen des Gerätes scrollen, um einen weiteren
zu kontrollierenden Kanal oder ein weiteres zu kontrollierendes
Gerät zu
wählen.
-
Verwendet
man das oben beschriebene System, kann eine einzige Person die korrekte
Verbindung und den Betrieb verschiedener Kommunikationskanäle in der
Prozesssteuerungsumgebung verifizieren, ohne die Notwendigkeit mit
einer Bedienperson an der Hoststation zu sprechen oder zu koordinieren
und ohne die Notwendigkeit ein handgehaltenes Funkgerät zu tragen,
das typischerweise beim Messen und weiteren Aktivitäten, die
vor Ort ausgeführt
werden, stört.
-
In
einer weiteren Ausführung
kann das tragbare Computersystem 30 verwendet werden, um
Informationen, die zu einem beliebigen Gerät oder Objekt in einer Prozesssteuerungsumgebung
gehören, einschließlich Geräte die Gerätekennungen
oder weitere erkennbare Gerätemerkmale
haben und Objekte wie Gänge,
Mülleimer,
Gebäude,
etc., die typischerweise keine Gerätekennung in Verbindung dazu
haben, zu speichern und automatisch zu erhalten. Verwendet man ein
tragbares Computersystem 30 auf diese Weise, kann ein Anwender
sich durch die Anlage oder weitere Prozesssteuerungsumgebungen bewegen
und Sprachnachrichten (oder weitere Informationen oder Daten) für zukünftiges
Anfordern entweder durch diesen Anwender oder eine weitere Person
aufnehmen, die zu den Geräten
oder Objekten in der Anlage gehören.
Ebenso beim Ansehen eines Gerätes
oder weiteren Objekts kann der Anwender (indem er auf die Anzeige
am HUD 40 sieht) bestimmen, ob Sprachnachrichten vor kurzem
für dieses
Gerät erstellt
wurden und kann solche vor kurzem erstellte Sprachnachrichten anfordern.
Zusätzlich
oder alternativ, können
Positionsinformationen durch die GPS-Einheit 47 bereitgestellt
und verwendet werden, um automatisch Nachrichten in Bezug auf das
Gerät,
das sich physisch am nächsten
zum Anwender befindet, veranlassen zu erscheinen, sogar wenn der
Anwender gegenwärtig
nicht auf dieses Gerät
blickt.
-
In
einer Ausführung
schließt
eine Softwareroutine zum Implementieren dieser Funktionalität (die im
Prozessor oder CPU 50 des Computers 34 gespeichert
und ausgeführt
werden kann) drei Basisroutinen ein, die getrennte Routinen oder
Unterprogramme einer einzigen Routine sein können. Die erste Routine identifiziert
ein oder mehrere Geräte,
die im Blickfeld des Anwenders oder für den Anwender von Interesse
sind. Diese Routine kann z. B. Stimmeingaben (vom Mikrofon 44)
in Form von Gerätenamen,
Gerätekennungen
oder andere Gerätemerkmale
zum Identifizieren der Geräte
akzeptieren, die gegenwärtig
Interessant für
den Anwender sind. In gleicher Weise, kann diese Routine dem Anwender über das
HUD 40 eine Liste von Geräten anzeigen und es dem Anwender
ermöglichen
eines der angezeigten Geräte,
z. B. Sprachbefehle oder andere Eingaben zu verwenden. Alternativ
kann die Routine unter Verwendung der Videobilderzeugungs-Routine,
wie in Bezug auf 4 beschrieben, automatisch Geräte identifizieren,
welche ein oder mehrere sichtbare Gerätemerkmale identifiziert. Anstatt
der Verwendung von Gerätemerkmalen
kann die automatische Videoerzeugungsroutine ein Gerät, auf der Grundlage
eines Merkmals am oder in der Nähe
von einem Gerät
mit dem speziellen Zweck der Identifizierung des Gerätes (wie
optische Strichcodes) identifizieren. Andererseits, können Sende-Empfangsgeräte, die
am oder in der Nähe
von einem oder mehreren Geräten
platziert sein, und diese Sende-Empfangsgeräte können ein Signal aussenden,
das vom Computer 34 erhalten und durch die Routine dekodiert
wird, um ein oder mehrere Geräte
zu identifizieren. In einer Ausführung
kann ein einziges Sende-Empfangsgerät für einen
Raum oder einen anderen Einheitsbereich verwendet werden und, nach
Erhalt und Dekodieren des übertragenen
Signals, kann die Routine auf einen Speicher zugreifen (der z.B. entweder
im Computer 34 oder dem Hostcomputer 14 platziert
ist), der alle Geräte
innerhalb diesem Raum oder Einheitsbereich speichert. Eine Liste
dieser Geräte
kann dann über
das HUD 40 zum Träger geliefert
werden. Ebenso können
Geräte
die keine Kennung oder andere automatisch erkennbaren Merkmale haben,
mit Geräten
die solche automatisch erkennbaren Merkmale haben (in einer Datenbank)
verknüpft
werden. Typischerweise werden Geräte in unmittelbarer Nähe zu einander
in einer Datenbank miteinander (miteinander in Verbindung gebracht)
verknüpft.
Danach, wann immer ein Gerät
mit einem automatisch erkennbaren Merkmal (ein gekennzeichnetes
Gerät)
identifiziert ist, kann die Routine die Datenbank anfragen, um andere
nicht gekennzeichneten Geräte
zu bestimmen, die in der Nähe
oder in einem anderen Zusammenhang mit dem gekennzeichneten Gerät stehen,
und eine Liste all dieser Geräte
der Trageperson über
das HUD 40 anzeigen. Natürlich können auch andere Methoden zum
Identifizieren der Geräte
verwendet werden.
-
Wenn
ein oder mehrere Geräte
identifiziert wurden und, beispielsweise dem Anwender über das HUD 40 angezeigt
werden, ermöglicht
eine zweite Routine dem Anwender eine Sprachnachricht in Zusammenhang
mit einem der identifizierten Geräte zu speichern. Der Anwender
kann eines der identifizierten Geräte wählen (unter Verwendung von
z. B. Sprachbefehlen oder jeder anderer Art von Eingabe) und dann,
wenn er über
das HUD 40 aufgefordert ist, in das Mikrofon 44 sprechen,
um eine Sprachnachricht zu erstellen. Die zweite Routine speichert
dann die Sprachnachricht in einem Speicher so ab, das sie mit einem
identifizierten/gewählten
Gerät in
Zusammenhang steht. Dieser Speicher kann der Speicher 52 am
Computer 34 oder vorzugsweise ein Speicher irgendwo im
Host-System sein, wie beispielsweise im Hostcomputer 14.
Wenn sie auf dem Hostcomputer 14 gespeichert ist, ist die
Sprachnachricht für
mehr als einen tragbaren Computer verfügbar.
-
Eine
dritte Routine bestimmt, ob eine früher gespeicherte Sprachnachricht
für eines
der durch die erste Routine identifizierten Geräte existiert und wenn dem so
ist, zeigt sie einen Hinweis, wie z. B. ein Symbol auf dem HUD 40,
um den Anwender mitzuteilen, dass eine früher gespeicherte Nachricht
für das
identifizierte Gerät
existiert. Wenn der Anwender dieses Symbol, z. B. unter Verwendung
von Sprachbefehlen wählt,
fragt die dritte Routine die früher
gespeicherte Sprachnachricht vom Speicher ab und spielt sie dem
Anwender über
die Lautsprecher 42 vor.
-
Jedesmal
wenn ein Anwender eines tragbaren Computers (oder eine Bedienperson
des Host-Systems 14) unter Verwendung dieser Datenspeicher/-abfrage-Technik,
manuell oder automatisch ein Gerät
identifiziert, kann der Anwender (oder die Bedienperson) eine Sprachnachricht
aufnehmen, um sie mit diesem Gerät
in Verbindung zu bringen und sowie früher in Zusammenhang mit diesem
Gerät gespeicherte
Sprachnachrichten anfordern und hören. Auf diese Weise kann ein
Anwender (oder eine Bedienperson) Notizen machen oder Nachrichten über ein
Gerät oder
ein anderes Objekt im Prozesssteuerungssystem hinterlassen, die
später durch
die gleiche oder eine andere Person abgefragt werden können. Solch
eine Nachricht kann z. B. die nächste
Person informieren, dass eine Reparatur am Gerät ausgeführt, oder dass das Gerät eine Einstellung
benötigt
oder kann jede andere gewünschte Nachricht
in Bezug auf das Gerät
oder Objekt sein. In einem einfachen Beispiel kann ein Anwender
den Gang in der Prozesssteuerungsumgebung oder Anlage entlang gehen
und feststellen, dass der Gang gestrichen oder repariert werden
muss. Der Gang kann automatisch identifiziert werden; dies basiert auf
dem Raum in dem sich der Anwender befindet oder z. B. unter Verwendung
der GPS-Einheit 47, das auf der Nähe des Gangs zu anderen Geräten basiert, die
automatisch unter Verwendung von Gerätemerkmalen identifiziert werden
können,
die auf bestimmten Codes oder anderen Merkmalen basieren, die am Gang
angebracht sind, um automatische Identifizierung zu ermöglichen,
die wiederum auf durch den Anwender erstellte Eingabe jeder Art,
einschließlich Spracheingaben
und per Hand eingegebene Geräteeingaben
oder durch jede andere Eingabeart basiert. Der Anwender kann den
Gang am HUD 40 wählen und
dann eine Sprachnachricht machen, die die benötigte Reparatur am Gang beschreibt.
Danach, wann immer der Gang als interessantes Objekt erkannt wird
oder wenn er von einem Anwender eines tragbaren Computers (oder
einer Bedienperson am Hostcomputer 14) betrachtet wird,
kann die Sprachnachricht dem Anwender (oder der Bedienperson) automatisch
zur Verfügung
stehen und wird durch ein Symbol, das auch eine Textnachricht in
Verbindung mit dem Gang über
das HUD 40 als verfügbar
angezeigt. Auf diese Weise können
neue Informationen in Verbindung mit jedem Gerät oder Objekt in einer Prozesssteuerungsumgebung
erstellt und gespeichert werden und diese Informationen können später dem Anwender
in der gleichen Weise angezeigt werden und/oder gleichzeitig können dem
Anwender weitere, standardisiertere Informationen (beispielsweise
Hilfe-Informationen) zur Verfügung
gestellt werden.
-
Während das
tragbare Computersystem, hier in erster Linie so beschrieben wird,
das es dafür programmiert
ist, um Instandhaltung, Reparaturen sowie Fehlersuche am Feldgerät vorzunehmen,
kann der tragbare Computer eine Vielzahl an anderen Aktivitäten ausführen und/oder
vornehmen. Insbesondere kann eine Anzahl an Anwendungen im tragbaren
Computersystem 30 gespeichert und/oder durch die Bedienerworkstation 14 ausgeführt und
durch das Computersystem 30 über die Sende-Empfangsgeräte 32 und 36 zugegriffen
weiden. Beispielsweise kann das tragbare Computersystem 30 Prozesssteuerdiagnoseaktivitäten vornehmen,
wie jene offenbart in der US Patentanmeldung Nr. 09/256,585 mit
dem Titel „Diagnostics
in a Process Control System",
eingereicht am 22. Feb. 1999 und als U.S. Patent Nr. 6,298,454 erteilt
und auf das hier voll inhaltlich Bezug genommen wird. Die Diagnoseaktivitäten können die Verwendung
eines Diagnoseexpertensystems einschließen, wie z. B. jenes offenbart
in US Patent Anmeldung Nr. 09/499.445 genannt „Diagnostic Expert in a Process
Control System",
das am 7. Feb. 2000 eingereicht wurde und welches als US Patent
Nr. 6.633.782 erteilt wurde und auf das hier ebenfalls voll inhaltlich
Bezug genommen wird. Weiterhin können die
Diagnoseaktivitäten
die Erkennung und Diagnose von Verdrahtungsfehlern einschließen, wie
jene offenbart in der US Patentanmeldung Nr. 850.300, genannt „Wiring
Fault Detection, Diagnosis and Reporting for Process Control Systems", welches am 19. April
2001 eingereicht wurde und auf das hier voll inhaltlich Bezug genommen
wird.
-
Jedoch
kann im Allgemeinen das tragbare Computersystem 30 angepasst
werden, um jede der Aktivitäten
vorzunehmen, die typischerweise durch die Bedienerworkstation 14 vorgenommen
werden oder vorgenommen werden könnten.
Ebenso kann das hier beschriebene, tragbare Computersystem als eine
Bedienerschnittstelle in jedem modernen Prozesssteuerungssystem
verwendet werden. Moderne Prozesssteuerungssysteme sind typischerweise,
mikroprozessorgesteuerte geteilte Steuersysteme (DCSs). Eine übliche DCS-Konfiguration
schließt eine
oder mehrer Anwenderschnittstellengeräte, wie z. B. Workstations,
verbunden durch einem Datenbus (z. B. Ethernet), mit einer oder
mehrerer Steuerungen ein. Die Steuerungen sind im Allgemeinen räumlich in der
Nähe eines
gesteuerten Prozesses angebracht und sind mit einer Vielzahl an
elektronischen Überwachungsgeräten und
Feldgeräten,
wie z. B. elektronische Sensoren, Sende-Empfangsgeräte, Strom-Druck-Wandler,
Ventilpositioniergeräte,
etc. verbunden, die überall
im Prozess angebracht sind.
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In
einem üblichen
DCS sind Steueraufgaben, durch Bereitstellung eines Steueralgorithmus,
in jeder der Steuerungen verteilt. Die Steuerungen führen den
Steueralgorithmus unabhängig
aus, um die Feldgeräte
zu steuern, mit den die Steuerungen verbunden sind. Diese Dezentralisierung
der Steueraufgaben liefert eine größere Gesamtflexibilität des Systems.
Wenn ein Anwender, zum Beispiel, einen neuen Prozess oder einen
Teil eines Prozess zum DCS hinzufügen möchte, kann der Anwender eine
zusätzliche
Steuerung (die einen entsprechenden Steueralgorithmus hat) verbunden
mit entsprechenden Sensoren, Aktuatoren, etc. hinzufügen. Alternativ,
wenn der Anwender einen existierenden Prozess bearbeiten möchte, können neue
Steuerparameter oder Steueralgorithmen, z. B. von einer Anwenderschnittstelle
zu einer entsprechenden Steuerung über einen Datenbus heruntergeladen
werden.
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Um
eine verbesserte Modularität
und Kompatibilität
zwischen Herstellern zu gewährleisten, sind
Hersteller von Prozesssteuerungen kürzlich zu einer noch weitergehenderen
Dezentralisierung der Steuerung im Prozess übergegangen. Diese neueren
Vorgehensweisen basieren auf intelligenten Feldgeräten, die
unter Verwendung eines offenen Protokolls, wie das HART®, WORLDFP®,
Device-Net®, CAN
und Fieldbus Protokolle kommunizieren. Diese intelligenten Feldgeräte sind
hauptsächlich
mikroprozessorgesteuerte Geräte,
wie z. B. Sensoren, Aktuatoren, etc., die, in einigen Fällen, beispielsweise
mit Fieldbus-Geräten,
auch einige Steuerkreisfunktionen durchführen, die gewöhnlich von
einer DCS-Steuerung ausgeführt
werden. Weil einige intelligente Feldgeräte Steuerfähigkeiten liefern und unter
Verwendung eines offenen Protokolls kommunizieren, können Feldgeräte von einer
Vielzahl von Herstellern miteinander über einem gemeinsamen, digitalen
Datenbus kommunizieren und interagieren können, um einen Steuerkreis
ohne Eingriff durch eine herkömmliche
DCS-Steuerung oder einen anderen Datenbus, der für die Datenübertragung geeignet ist, auszuführen.
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Die
Steuerungen und andere Geräte,
die überall
verteilt in solch modernen Prozesssteuerungssystemen sind, sind
kommunikativ mit einer oder mehreren Bedienerworkstations über einen
Systempegel-Datenbus, wie z. B. ein Ethernet oder jeden anderen
geeigneten digitalen Verbindungsbus verbunden. Wie bekannt können auch
ein oder mehrere Datenverlaufsspeicher über den Systemebene-Datenbus
kommunikativ mit den Workstations und anderen Geräten im Prozesssteuerungssystem verbunden
sein.
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Deshalb
kann das hier beschriebene tragbare Computersystem kommunikativ
verbunden sein mit einem Systemebene-Datenbus in jedem Prozesssteuerungssystem
entweder über
eine Workstation, die ein drahtloses Sende-Empfangsgerät einschließt, einige
andere Geräte
in Verbindung mit dem Systemebene-Datenbus, der eine drahtlose Verbindungsschnittstelle
bereitstellt oder über
jede andere drahtlose Kommunikationsschnittstelle, wie z. B. an einem
bestimmten Feldgerät,
das dem tragbaren Computer ermöglicht
zu interagieren und Prozessinformationen und andere Informationen
mit dem Prozesssteuerungssystem auszutauschen. Auf diese Weise kann
eine Systembedienperson oder ein Anwender mit dem Prozesssteuerungssystem
entfernt über
ein tragbares Computersystem interagieren, z. B. während dem
Durchgehen der Prozessanlage, ohne ein Walkie-Talkie zum Kommunizieren
mit einer anderen Person an einer festen Hostbedienerworkstation
verwenden zu müssen.
Demzufolge ermöglicht
das hierin beschriebene tragbare Computersystem einem einzelnen
Anwender mit dem Prozesssteuerungssystem von jedem Ort in der Prozesssteueranlage
oder möglicherweise
außerhalb
der physischen Prozesssteueranlage zu kommunizieren, als ob die
Interaktion über
eine konventionelle Bedienerworkstation geschehen würde.
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Wenn
erwünscht,
kann der tragbare oder handgehaltenen Computer 30 verwendet
werden um direkt und drahtlos auf einzelne Feldgeräte zuzugreifen,
ohne über
das Host-System
zu kommunizieren, um jede Funktion auszuführen, die typischerweise bei
bekannten handgehaltenen Geräten
ausgeführt werden,
die mit Feldgeräten über eine
verdrahtete Verbindung kommunizieren. Insbesondere gibt es gegenwärtig handgehaltene
oder tragbare Geräte, die
mit in die Prozessanlage getragen werden können und vorübergehend
mit einzelnen Geräten
(wie Feldgeräte,
Steuerungen, etc.) in der Anlage über eine festverdrahtete Verbindung
verbunden werden können,
um mit diesen Geräten
zu kommunizieren. Eines dieser Geräte ist ausführlich in US Patent Nr. 6.094.600
beschrieben, auf dessen Offenbarung hier voll inhaltlich Bezug genommen
ist. Typischerweise, sind solche vorübergehenden festverdrahteten
Verbindungen aufgebaut, um Diagnosen am Gerät durchzuführen, um ein Gerät zu konfigurieren
oder neu zu kalibrieren, oder als Teil einiger anderer Reparatur-
oder Analysefunktionen in Bezug auf das Gerät. Gewöhnlich haben diese bekannten
handgehaltenen Kommunikationseinrichtungen Anschlussleitungen oder
-drähte,
die direkt mit Terminals an den Feldgeräten verbinden oder zum Bus
oder zur Kommunikationsleitung verbinden, die durch das Gerät, beispielsweise
einem HART oder ein Feldbus Bus, geht.
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Verständlicherweise
kann der tragbare oder handgehaltene Computer jedoch direkt mit
den Geräten,
beispielsweise Feldgeräten, über das
drahtlose Sende-Empfangsgerät 36 kommunizieren,
das am Computer 30 angeordnet ist und einem drahtlosen Sende-Empfangsgerät, das an
einem oder mehreren Feldgeräten
angeordnet ist, beispielsweise die drahtlosen Sende-Empfangsgeräte 32A und 32B aus 1.
In diesem Beispiel kann der handgehaltene Computer oder die Kommunikationseinrichtung 30 direkt
mit verschiedenen Feldgeräten
kommunizieren, um Informationen von den Feldgeräten (wie Prozessinformationen
oder Informationen gesammelt von und gespei chert in Feldgeräten) zu
erhalten, um Informationen (wie Konfigurationsinformationen) zu den
Feldgeräten
zu senden oder, um beliebige Aufgaben an den Feldgeräten unter
Verwendung der gleichen Kommunikationsart auszuführen, die typischerweise durch
bekannte, festverdrahtete, handgehaltene Geräte-Kommunikationseinrichtungen
implementiert sind, abgesehen davon, dass die Kommunikationen mit
dem Gerät
drahtlos durchgeführt werden.
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15 veranschaulicht
eine Anzahl an verschiedenen Methoden in denen ein handgehaltener Computer,
von nun an handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 genannt,
verwendet werden kann, um drahtlos mit einer beliebigen Anzahl verschiedener
Geräte,
insbesondere Feldgeräte
in einer Prozessanlage 340 zu kommunizieren. Wie in 15 veranschaulicht,
schließt
die Prozessanlage 340 eine Anzahl verschiedener Bereiche
oder Abschnitte 350, 360, 370 und 380 ein,
jeder mit sowohl verschiedenen Sätzen
von Feldgeräten
(und anderen Geräten,
wie Steuerungen, Eingabe/Ausgabe-Geräte, etc.) darin, als auch einem
Hostcomputer 390 und ein Depotspeicher 395 in
Verbindung mit der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330.
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Wie
eingehend in 15 veranschaulicht, schließt der Abschnitt 350 der
Prozessanlage 340 eine Steuerung 410, kommunikativ
mit zwei Feldgeräten 411 und 412 verbunden,
die z. B. HART oder 4–20
mA Feldgeräte
sein können,
ein. Es ist dargestellt, dass das Feldgerät 411 ein eingebautes
oder on-board Sende-Empfangs-Gerät
einschließt,
während
ist dargestellt, dass das Feldgerät 412 mit einem Sende-Empfangs-Gerät 413 nachgerüstet ist,
das mit diesem über
eine festverdrahtete Verbindung verbunden ist. Die festverdrahtete
Verbindung kann unter Verwendung der festverdrahteten Verbindungsterminals,
die typischerweise für
bekannte, tragbare, handgehaltene Geräte verwendet werden oder beliebige
andere geeignete Verbindungsterminals, auf dem Feldgerät 412 implementiert
sein. Während
der Bedienung kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 direkt
mit den Feldgeräten 411 und 412 über das
in Gerät 411 eingebaute
Sende-Empfangsgerät
oder über
das Sende-Empfangsgerät 413 in
Verbindung mit dem Gerät 412 kommunizieren.
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Abschnitt 360 der
Prozessanlage schließt eine
Steuerung 420 ein, die kommunikativ über ein Eingabe/Ausgabe-Gerät 422 mit
einem Bus 423 verbunden ist, über den ein Satz von Bus-basierenden Protokoll-Feldgeräten 424 kommuniziert.
Die Feldgeräte 424 können, z.
B. beliebige Feldbus-Geräte
(beispielsweise FOUNDATIONTM Feldbus-Geräte), Profibus-Geräte oder
beliebige andere Geräte
sein, die ein geeignetes Buskommunikationsprotokoll verwenden. Zusätzlich ist
ein Sende-Empfangsgerät 426 mit dem
Bus 423 verbunden und arbeitet als eine drahtlose Kommunikationsverbindung
zwischen den Geräten 424 und
der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330. Natürlich schließt das Sende-Empfangsgerät 426 die
Gesamte Kommunikationsausstattung und -software ein, die benötigt wird, um
auf Bus 423 unter Verwendung des entsprechenden Busprotokolls
zu kommunizieren. Das Sende-Empfangsgerät 426 ist in der Lage
Kommunikationen auf Bus 423 in drahtlose Signale zur Übermittlung
auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 umzusetzen
und ist in der Lage drahtlos von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 empfangene
Kommunikationen, in entsprechende Signale umzusetzen, die dem Busprotokoll
entsprechen, das auf Bus 423 verwendet wird, um zu anderen
Geräten
auf dem Bus 423 übermittelt
zu werden. Somit kommuniziert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 während des
Betriebs mit dem Sende-Empfangsgerät 426 und fordert
Informationen von einem oder mehreren weiteren Feldgeräten 424 an
oder verlangt, dass Informationen oder Signale auf dem Bus 423 an
diese gesendet werden. Das Sende-Empfangsgerät 426, das als ein
Eingabe/Ausgabe-Gerät in Bezug
auf die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 und
dem Bus 423 arbeitet, erstellt dann und sendet entsprechende
Signale auf dem Bus 423, um die Operationen zu erzielen, die
durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 angefragt
werden. Solche Operationen können
z. B. das Senden eines Signals zu einem Feldgerät 424, um Informationen
vom Feldgerät 424 anzufragen,
das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen oder Kalibrierung
oder Steuersignale zum Feldgerät 424,
um das Feldgerät
zu veranlassen in einer Weise konfiguriert, kalibriert oder gesteuert
zu sein, Austausch von Informationen in einem der Feldgeräte 424,
etc. einschließen.
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Wie
in 15 veranschaulicht, schließt der Abschnitt 370 der
Prozessanlage 340 eine Reihe von Steuerungen 450 verbunden
mit verschiedenen Feldgeräten 454 ein,
von denen jedes über
eine festverdrahtete Verbendung zu einem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 456 verbunden
ist. Im diesem Fall können
die Feldgeräte 454,
welche sowohl jede Art von Feldgeräten sein können, einschließlich, aber nicht
ausschließlich
HART und 4–20
mA (konventionelle) Feldgeräte,
als auch Bus-basierende Protokollgeräte, wie Fieldbus Geräte, kommunikativ
zur Steuerung 450 in jeder gewünschten Weise oder unter Verwendung
jeder konventionellen oder bekannten Kommunikationsanordnung verbunden
sein. Verständlicherweise
arbeitet das drahtlose Sende-Empfangsgerät 456, das zum Feldgerät 454 unter
Verwendung jeder gewünschten
Verbindungsanordnung oder jedes gewünschten Terminals verbunden
werden kann, als ein drahtloser Knoten für die Feldgeräte 454.
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Während der
Operation kommuniziert die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos
mit dem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 456 und erfragt
Informationen oder fordert an, dass Informationen oder Signale zu
einem oder mehreren der Feldgeräte 454 gesendet
werden. Das Sende-Empfangsgerät 456,
das als Eingabe/Ausgabe-Gerät
in Bezug auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 und
das Gerät 454 arbeitet, erstellt
dann und sendet entsprechende Signale zu einzelnen Geräten 454,
um die angeforderten Operationen durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu
erzielen. Solche Operationen können z.
B. das Senden eines Signals zu einem Feldgerät 454, um Informationen
von diesem Feldgerät 454 anzufordern,
das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen, Kalibrierungen oder
Steuersignale zu einem Gerät 454,
um das Feldgerät 454 zu
veranlassen in einer Weise konfiguriert oder kalibriert oder gesteuert
zu werden, Austausch von Informationen in einem der Felgeräte 454,
etc. einschließen.
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In
einer etwas anderen Konfiguration schließt der Abschnitt 380 der
Prozessanlage 340 eine oder mehrere Steuerungen 460 ein,
die kommunikativ in jeder gewünschten
Weise zu einem oder mehreren der Feldgeräte 464 über festverdrahtete Verbindungen
und/oder über
drahtlose Kommunikationsverbindungen verbunden sind. Hier jedoch schließt jedes
der Feldgeräte 464 ein
drahtloses Sende-Empfangsgerät
ein, das darin angeordnet oder damit verbunden ist und kommuniziert
drahtlos mit einem drahtlosen Knoten-Sende-Empfangsgerät 466. In
diesem Fall kann jedes der Feldgeräte 464 ein Teil eines
drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes sein, beispielsweise ein Punkt-zu-Punkt- oder ein Maschen-Netzwerk,
in dem der Transmitter-Knoten 466 auch ein Teil ist und
in dem die Steuerungen 460 ein Teil sein können. In
dieser Konfiguration, falls erwünscht,
können
die Steuerungen 460 oder andere Geräte mit den Feldgeräten 464 drahtlos,
unter Verwendung einer festverdrahteten Verbindung (abgebildet in 15)
oder unter Verwendung einiger Kombinationen der beiden, kommunizieren.
In jedem Fall kommuniziert die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 mit
dem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 466 (oder
einem anderen Gerät
im drahtlosen Netzwerk) und erfragt Informationen oder fordert an,
dass Informationen oder Signale zu einem oder mehreren der Feldgeräte 464 gesendet
werden. Das Sende-Empfangsgerät 466,
das als Eingabe/-Ausgabe-Gerät in Bezug
auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 und
die Geräte 464 arbeitet,
erstellt dann und sendet drahtlos entsprechende Signale zu einzelnen
Geräten
der Geräte 464,
um die durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 angefragten
Operationen zu bewirken. Solche Operationen können z. B. das Senden eines
Signals zu einem Feldgerät 464 einschließen, um
Informationen von diesem Feldgerät 464 anzufordern,
das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen, Kalibrierungen oder
Steuersignalen zu einem Gerät 464,
um das Feldgerät 464 zu
veranlassen, in einer Weise konfiguriert oder kalibriert oder gesteuert zu
werden, der Austausch von Informationen in einem der Felgeräte 464,
etc.
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Natürlich kann,
falls erwünscht,
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 stattdessen drahtlos,
aber direkt mit jedem der Feldgeräte 464 kommunizieren.
Dies wäre ähnlich zu
den Kommunikationen, die mit den Feldgeräten angeordnet im Abschnitt 350 der
Prozessanlage 340 abgebildet sind, abgesehen davon, dass
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos,
direkt mit den Feldgeräten
(oder anderen Geräten)
in einem drahtlosen Netzwerk, im Gegensatz zu einem festverdrahteten
Netzwerk, kommuniziert.
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Zusätzlich oder
alternativ kann eine handgehaltene Kommunikationseinrichtung (veranschaulicht
in 15 als Kommunikationseinrichtung 330 A)
zum Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 über eine
vorübergehende
festverdrahtete Verbindung verbunden sein und die gleiche Art von
Kommunikationen mit dem Feldgerät 464 durchführen. Auf
diese Weise kann ein zentral oder günstig angebrachter Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 die
Notwendigkeit ein Kommunikationsgerät 330, einschließlich einem
eingebauten drahtlosen Sende-Empfangsgerät zu haben verringern, kann
aber stattdessen drahtlos mit einer Vielzahl von Feldgeräten 464,
unter Verwendung des drahtlosen Sende-Empfangsgeräts, in Verbindung
mit dem Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 kommunizieren.
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Wie
ebenfalls in 15 veranschaulicht, kann die
handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos mit
dem Hostgerät 390 und/oder
mit dem Informationsdepotspeicher 395 kommunizieren, der
kommunikativ oder nicht kommunikativ mit dem Hostgerät 390 verbunden
sein kann.
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Wie
jedoch nicht in 15 gezeigt ist, kann das Hostgerät 390 in
jeder bekannten oder geeigneten Weise (beispielsweise über eine
oder mehrere festverdrahtete Verbindungen) mit einigen oder allen Steuerungen 410, 420, 450 und 460 der 15 verbunden
sein und kann mit der Steuerung der Geräte, veranschaulicht in 15,
in Verbindung stehen oder daran beteiligt sein. In jedem Fall, speichert
der Host 390 und/oder der Depotspeicher 395, der
mit dem Host 390 über
eine festverdrahtete Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung
verbunden sein kann, Informationen über die Geräte 411, 412, 424, 454 und 464 (und
beliebige andere Geräte
in der Prozessanlage 340) mit denen die handgehaltene Kommunikationseinrichtung
drahtlos kommunizieren wird. Solche Geräteinformationen können beliebige und
jegliche Instandhaltungs-, Status- und gegenwärtige Operationsinformationen,
wie gemessene Parameter, etc. von einem Gerät über den Hostcomputer 390,
Gerätekalibrierungsinformationen
und Geräteherstellerinformationen
einschließen.
Diese gerätespezifischen
Informationen können
auch spezifische Informationen einschließen, die von der handgehaltenen
Kommunikationseinrichtung 330 benötigt wird, um mit dem Kommunikationsprotokoll
(den Kommunikationsprotokollen) zu kommunizieren oder es zu definieren,
welches wiederum benötigt
wird, um drahtlos mit einem Gerät,
den Anwenderschnittstellen, die von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330,
die zum drahtlosen Kommunizieren mit einem oder mehreren der Geräte in der
Prozessanlage 340, etc. zu verwendet werden.
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Während der
Operation kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Geräteinformationen
vom Depotspeicher 395 erhalten, die die Art der Kommunikation
mit einem oder mehreren Feldgeräten
in einem oder mehreren Abschnitten 350, 360, 370 und 380 der
Prozessanlage 340 bestimmen. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann
dann mit in die einzelnen Abschnitte der Anlage 340 genommen
werden, für
die Informationen heruntergeladen wurden und mit dem einen oder
mit mehreren Feldgeräten
in diesem Abschnitt kommunizieren. Eine Bedienperson oder ein Techniker
kann solche Kommunikation veranlassen, um Status, Operations- und
Kalibrierungsin formationen vom Gerät zu erhalten, um ein Gerät zu konfigurieren
oder zu rekonfigurieren, um jede gewünschte oder verfügbare Information
vom Gerät
zu erhalten oder, um das Gerät
dazu zu veranlassen, eine Funktion, beispielsweise eine Steuerfunktion,
eine Testfunktion, eine Kommunikationsfunktion, etc. auszuführen. Die
handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann dann jede
von einem Gerät
erhaltene Information auf einen Host 390 oder ein Depotspeicher 395,
das als Datenverlaufsspeicher oder Konfigurationsdatenbank arbeiten
kann, herunterladen.
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Im
Allgemeinen kann ein Feldgerät,
mit dem die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 auf
drahtlose Weise kommunizieren wird, komplett im Depotspeicher 395 unter
Verwendung der wohl bekannten EDD-Sprache beschrieben sein. Zusätzlich ist
der Zugriffsmechanismus durch seine EDD bestimmt. Wie oben beschrieben,
sind die Feldgeräte entweder
mit einem drahtlosen Transmitter ausgestattet oder sind mit einem
drahtlosen Knoten verbunden, der als Gateway für alle Geräte in einem Bereich, beispielsweise
das Maschennetzwerk, dient. Die Geräte-EDD kann zum Depotspeicher 395 oder zur
handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 über eine
CD oder das Netz oder in jeder anderen Weise übermittelt werden und von dort
kann sie, wenn benötigt,
zur handgehaltenen Kommunikationseinrichtung übermittelt werden.
-
Wie
oben beschrieben kann der Host-Depotspeicher 395 ein Depotspeicher
für alle
Geräteinformationen
unterhalten. Deshalb kann der Host-Depotspeicher 395, zusätzlich zum
Speichern der EDDs für die
verschiedenen Feldgeräte,
auch andere Geräteinformationen,
wie Herstellerdaten, gerätespezifische
Dokumentationen, Konfigurationsdaten, Anwender-Anzeige-Schnittstellen
zur Verwendung an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330,
wenn mit einem Gerät
kommuniziert wird, Menüs
für die
Anzeigen, ein Datenverlauf von Datensätzen bezüglich Datenverlauf/Ausführung/-Instandhaltung/Kalibrierung,
etc. für
ein Gerät
etc., enthalten. Allgemeine Gerätedaten,
kann der Depotspeicher 395 als Link auf der Webseite des
Herstellers speichern, anstatt eine Kopie im Depotspeicher 395 aufzubewahren,
damit diese Daten wenn benötigt
erhalten werden können
oder von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 angefordert
werden können.
In jedem Fall kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 alle
notwendigen Gerätedaten
vom Depotspeicher 395 erhalten, bevor der Versuch unternommen
wird mit einem bestimmten Gerät
zu kommunizieren oder nach dem Versuch mit einem Gerät (d. h.
nach dem Identifizieren eines Gerätes mit dem Kommunikation gewünscht ist)
zu kommunizieren.
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Zusätzlich schließt die handgehaltene
Kommunikationseinrichtung 330 die Infrastruktur und Software
ein, um die vom Depotspeicher 395 empfangenen Gerätedaten
zu verarbeiten, damit Kommunikationen mit den Geräten in jeder
in 15 beschriebenen Weise bewirkt werden. Die Gerätedaten können auf
Anfrage drahtlos zur handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 vom
Depotspeicher 395 heruntergeladen werden, so dass die handgehaltenen
Kommunikationseinrichtung 330 nicht permanent alle gerätespezifische
Daten speichern muss. Natürlich
könnte
der Wartungsingenieur für eine
Reihe an Geräte
Daten vorher herunterladen, bevor er in die Anlage oder in einen
bestimmten Abschnitt der Anlage 340 geht.
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Das
Design der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 kann
der bekannten. Net-plattform entsprechen, in diesem Fall unterstützt die
Plattform, die in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 läuft, eine
gemeinsame Schnittstelle der gerätebeschreibenden
Sprache (DDL) und andere Konfigurationsbeschreibungen unterstützt.
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Demzufolge
unterstützt
die Plattform jedes Gerät,
das über
konforme Gerätebeschreibungen (DDs),
gerätespezifische
Funktionen und anderen Beschreibungen verfügt. Zusätzlich, wenn nötig, könnte die
Plattform, die an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 verwendet
wird, drahtlos vom Hostcomputer 390 aktualisiert werden.
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Wie
oben beschrieben, kommuniziert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 33,
zusätzlich
zum drahtlosen Kommunizieren mit dem Host-System 390 und
mit dem Depotspeicher/Quelle 395, auch drahtlos mit den
Geräten
in der Anlage 340, beispielsweise mit den Feldgeräten 411, 412, 424, 454 und 464 über drahtlose
Zugriffspunkte dieser Geräte,
z. B. die eingebauten Sende-Empfangsgeräte in den Feldgeräten, die
Sende-Empfangsgeräte 413, 426, 456, 466,
etc. Natürlich
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 jedes
einzelne oder mehrere standardmäßigen, drahtlosen Protokolle
verwenden, um mit den Feldgeräten
zu kommunizieren. Zusätzlich
kann die EDD verwendet werden, um Kommunikationen zwischen der handgehaltenen
Kommunikationseinrichtung 330 und den Feldgeräten bereitzustellen.
Insbesondere definiert EDD Gerätefunktionsblöcke, und
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann auf
die vielfältigen
Daten in einem Gerät
durch Funktionsblocks zugreifen, ähnlich wie die Methode, in
der auf ein Foundation Fieldbus-Gerät zugegriffen werden kann. Wenn
ein drahtloser Knoten für
verschiedene Geräte, beispielsweise
in den Abschnitten 360, 370 und 380 in 15,
verwendet ist, wird der Knoten, unter Verwendung beliebiger Standardübertragungsprotokolls,
beispielsweise das HART-, Fieldbus-Protokoll, etc., durch Drähte mit
den Feldgeräten
kommunizieren.
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Während der
Anwendung kann ein Wartungsingenieur zu einem Feldgerät oder einen
anderen Gerät,
mit dem Kommunikation erwünscht
ist, gehen. Das Feldgerät
kann, wie oben beschrieben, auf jede gewünschte Weise identifiziert
werden, einschließlich
unter Verwendung visueller, Audio- oder elektromagnetischer Strahlungstechniken
einschließlich
drahtloser Identifikation. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann
dann drahtlos Gerätedaten
vom Host-Depotspeicher anfragen, falls die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330,
diese Informationen nicht bereits speichert. In Fällen, in
denen drahtlose Kommunikation mit dem Host 390 oder Depotspeicher 395 vom
Ort, an dem sich die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 befindet,
nicht möglich
ist, kann der Wartungsingenieur oder ein anderer Anwender diese
Informationen vorab in die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 laden,
bevor er ins Feld oder in die Anlage 340 geht.
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In
jedem Fall, basierend auf den zur handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 gelieferten Informationen,
startet oder implementiert ein Prozessor an der Kommunikationseinrichtung 330 Kommunikationssoftware,
die dem Wartungsingenieur eine oder mehrere spezifische Anwenderschnittstellen
anzeigt, die konfiguriert oder gemacht sind, um zur Kommunikation
mit dem besagten Gerät
verwendet zu werden. Als Teil dieses Prozesses verbindet sich der
Wartungsingenieur kommunikativ mit dem Feldgerät, gemäß den Protokollinformationen,
die vom Depotspeicher 395 empfangen wurden und durch die Kommunikationssoftware
verwendet wurden oder den Programmierungen die in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 gespeichert
wurden, um solche drahtlosen Kommunikationen zu implementieren.
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Sobald
eine Kommunikationsverbindung aufgebaut ist, und zwar unter Verwendung
eines beliebigen der zur drahtlosen Verbindung gehörenden Hardwaregeräte und Software,
die sowohl im Feldgerät
als auch einem beliebigen zugehörigen
Sende-Empfangsgerät
gespeichert ist, sowie auch der Software oder weiteren Programmierungen
in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, führt der
Wartungsingenieur, z. B. unter Verwendung der vorkonfigurierten
Anwenderschnittstellen, ein Ablesen vom Gerät und ein Schreiben in das
Gerät durch.
Natürlich
kann der Anwender die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwenden, um
mit dem Feldgerät
für jeden
gewünschten
Zweck zu kommunizieren, beispielsweise, um Informationen vom Gerät ab zu
lesen, um das Gerät
zu konfigurieren oder zu rekonfigurieren, um das Gerät zurückzusetzen
oder zu kalibrieren oder zu steuern, um neue Parameter oder andere
Informationen zum Gerät
zu senden, um beliebige Standardinstandhaltungsvorgänge, Diagnoseaktivitäten oder
Routinen am Gerät oder
an einem Teil der Anlage, in dem das Gerät steht etc. durchzuführen.
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Nachdem
der Wartungsingenieur das Kommunizieren mit dem Feldgerät beendet
hat, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung, zu einem
späteren
Zeitpunkt, die empfangenen Gerätedaten,
die vom Gerät
(wie auch alle anderen Daten, im handgehaltenen Gerät als Teil
dieses Kommunikationsprozesses, beispielsweise Daten zum verfolgen von Änderungen
oder zur Versionssteuerung) erhalten wurden, auf den Hostcomputer 390 und/oder
auf das Depotspeicher 395 herunterladen.
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Der
Wartungsingenieur kann auch oder stattdessen in einen anderen Bereich
oder Abschnitt der Anlage 340 gehen und oben erwähnte Schritte
wiederholen, um dann mit weiteren Geräten in diesen weiteren Bereichen
oder Abschnitten der Anlage 340 zu kommunizieren.
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Unter
Verwendung des Systems in 15, greift
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 direkt
auf drahtlose Weise auf Geräte
zu ohne mit diesen Geräten
durch den Steuersystemhost 390 kommunizieren zu müssen. Aus
diesem Grund kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 immer
noch mit einem oder mehreren Geräten
in der Anlage 340 kommunizieren, auch wenn das Host-System 390 zu
weit von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 entfernt
ist, um drahtlos mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu
kommunizieren. Deshalb erfordert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330, in
dieser Konfiguration keine räumliche
Nähe zum drahtlosen
Zugriffspunkt des Hostgerätes 390,
um auf ein Feldgerät
zuzugreifen. Weiterhin, in einigen Fällen, beispielsweise in Fällen in
denen einige Geräteinformationen
dem Host-System 390 nicht verfügbar sind, kann die handgehaltene
Kommunikationseinrichtung 330 immer noch drahtlos diese
Informationen direkt vom Feldgerät
erhalten und kann dann diese Informationen auf das Host-System 390 herunterladen,
dabei werden dem Host-System 390 mehr und genauere Informationen
bereitgestellt und in einigen Fällen
bessere Steuerung oder Überwachung
des Gerätes
erlaubt.
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Ebenso
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwendet
werden, um mit verschiedenen Geräten
zu kommunizieren, die nicht anderweitig mit dem Host-System 390 oder
sogar mit dem gleichen Hostcomputer verbunden sind. Deshalb kann
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwendet
werden, um auf Relaisknoten, die nicht am oder nicht anderweitig
mit einem bestimmten Steuernetzwerk verbunden sind, zuzugreifen.
Alternativ kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einfach
mit einem weiteren Steuersystem erneut verbunden werden, wenn z.B.
der Wartungsingenieur zu einer anderen Anlage geht, was die Verwendung
der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 ortsunabhängig macht,
während
die Prozedur des Verbindungsaufbaus einfach und automatisch bleibt.
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Falls
erwünscht,
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 herkömmlicherweise
von einem Datenverlaufsspeicher durchgeführte Aufgaben durchführen, indem
sie Gerätdatenverläufe erfasst
und speichert, die später
an den Host 390 oder an einen dem Host 390 zugehörigen Datenverlaufsspeicher
weitergeleitet werden können.
Zusätzlich,
wie weiter unten ausführlicher
besprochen, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 390 Programme
speichern und implementieren, die in einem Onlineeinem Offline und
einem Dienstprogrammbetrieb arbeiten. Beispielsweise, wenn die handgehaltene
Kommunikationseinrichtung 330 mit einem Gerät über eine
beliebige der Sende-Empfangsgeräteverbindungen
aus 15 verbunden ist, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Aufgaben
in einem Online-Betrieb durchführen, z.
B. während
die Anlage 340 oder das Gerät mit dem die Kommunikationseinrichtung 330 verbunden
ist Online arbeitet. Jedoch kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 auch
die benötigten Informationen
oder Daten vom Host 390, dem Depotspei cher 395 oder
jedem der Geräte,
mit denen sie kommuniziert, erhalten und kann Geräte-Anwenderschnittstellen
konfigurieren, kann Anwenderpräferenzen
definieren, kann Hotkeys, Vorgänge,
definieren, etc, all das kann geschehen, wenn sie nicht mit dem Feldgerät verbunden
ist oder wenn das Feldgerät
auf Offline-Betrieb arbeitet. In einem Dienstprogramm-Betrieb kann
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 das System
Software/Hardware selbst diagnostizieren, gesammelte Daten analysieren,
auf Fehler untersuchen und eingeschränkte Korrektheitskontrollen
auf dem DD, der Konfiguration und andere Einstellungen auf dem Feldgerät mit dem es
kommuniziert durchführen.
Ein bestimmter Dienstprogramm-Betrieb kann als Simulations-Betrieb
verwendet werden. Bei diesem Betrieb verbindet die handgehaltene
Kommunikationseinrichtung 330 nicht kommunikativ zu einem
echten Hostgerät
oder zu einem Feldgerät,
aber simuliert stattdessen die Operation des Verbindens zu einem
Hostgerät und/oder
zu einem Feldgerät,
um den Vorgang, der an einer bestimmten Aktion beteiligt ist, beispielsweise
Konfigurieren eines Gerätes
unter Verwendung der handgehaltenen drahtlosen Kommunikationseinrichtung 330,
zu simulieren. Wenn die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 im
Simulationsbetrieb ist, kann ein Anwender sich mit Training oder Walkthrough-Aktivitäten befassen.
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Natürlich, wenn
erwünscht,
kann anstatt manueller Identifizierung eines Gerätes, die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 Zugriff
auf automatische, drahtlose Identifikationssysteme haben. In diesem
Fall, wenn ein bestimmtes Gerät
mit einer Hochfrequenzidentifizierungs-(RFID)-Kennung ausgestattet
ist, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 das
Gerät automatisch
identifizieren und dann zu diesem Gerät, wie oben beschrieben, verbinden,
ohne einen manuellen Identifikationsvorgang für das Gerät zu erfordern.
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Wenn
erwünscht,
und wie in 15 in Bezug auf die Kommunikationseinrichtung 330A vorgeschlagen,
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 eine
optionale Drahtleitungsverbindung (festverdrahtete) zum Host-System 390 oder zu
jedem anderen der Geräte,
mit denen die Kommunikationseinrichtung 330 kommunizieren
wird, unterhalten, um höhere
Geschwindigkeit und sichere Datenübertragung zu erhalten. Ebenso,
um Interaktionen mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einfacher
zu machen, könnte
die Schnittstelle an der handgehaltenen Kommunikations einrichtung 330 ein
Sensorbildschirmfeld, einen Stylus, oder jeden anderen bekannten
Anwendereingabemechanismus als Eingabegerät einschließen. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330,
die vorzugsweise über
eine Batterie betrieben wird, kann auch programmiert werden, um
in Energiespar-Betrieb zu gehen, wenn keine Aufgaben durchgeführt werden.
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Obwohl
sie drahtlos ist, sollte die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 ein
kleines Risiko darstellen, das Steuersystem der Prozessanlage zu
stören.
Jedoch ist es vorzuziehen das Verbindungs-, Kommunikations- und
Trennungsprotokoll in Zusammenhang mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu
implementieren, so dass keine physikalischen Störungen mit den Prozesssteuerungsoperationen
und so dass keine unbeabsichtigten Software-/Systemstörungen mit
den Prozesssteueroperationen auftreten.
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Da
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 drahtlose
Kommunikationen verwendet, ist sie gegenüber existierender handgehaltener
Kommunikationseinrichtung, die mit dem Gerät festverdrahtet sind, verbessert.
Insbesondere reduziert oder eliminiert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 die
Notwendigkeit mit einem Feldgerät
verdrahtet zu sein, um Daten zu sammeln und auszugeben, was Zeit
und Energie spart, da der Wartungsingenieur in die Nähe des Gerätes gehen kann,
drahtlos Informationen vom Gerät
sammeln und dann in die Nähe
des Host-Systems
gehen kann, um die gesammelten Daten drahtlos an den Host auszugeben,
ohne das Gerät
oder den Host tatsächlich
zu berühren
oder darauf zu zugreifen, der sich in vielen Beispielen an schwer
erreichbaren oder gefährlichen
Orten befindet.
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Weiterhin
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 einen
Empfänger
einschließen,
der Anlageumgebungsdaten liest, die in der Anlage 340 erzeugt
und gesendet werden. Insbesondere ist es möglich Infrarot-Transmitter
in einer Anlage bereitzustellen, um Signale zu übertragen, die Temperatur,
Feuchtigkeit, Strahlungsbelastung oder alle anderen Anlageumgebungsdaten
in Zusammenhang mit oder gemessen in der Anlage 340 anzeigen.
Diese Transmitter können
Sensoren verwenden, die nicht im Steuersystem der Anlage 340 integriert
sind. Es können
jedoch spezielle Empfänger
verwendet werden, um diese übertragenen Anlageumgebungsdaten
zu empfangen und anzugeigen. Wie in 15 gezeigt,
kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einen
Infrarot (IR)-Empfänger 490 (oder
eine andere geeignete Art von Empfänger) einschließen, der
diese Anlageumgebungssignale, speichert und sie zur Anzeige an der
Schnittstelle der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 verfügbar macht.
Nach dem Speichern solcher Signale in einem Speicher in der handgehaltenen
Kommunikationseinrichtung 330, kann die handgehaltenen
Kommunikationseinrichtung 330 diese Signale auch herunterladen
oder die gesammelten Umgebungsdaten auf das Host-System 390,
den Depotspeicher 395 oder sogar auf ein oder mehrere Feldgeräte herunterladen,
die strenge Einbindung des Anlagensystems und bessere Prozesssteuerung
ermöglichen.
Natürlich
könnte
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 jede Art
Empfänger
(neben einen IR-Empfänger)
für Umgebungssignale
einschließen
und die Art des Empfängers
wird von der Methode, mit der diese Umgebungssignale in der Anlage übertragen
sind, abhängen.
Des Weiteren kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einen
IR-Transmitter (oder einen anderen Transmitter) einschließen und
die empfangenen Umgebungssignale zum Host-Computer 390 oder
dem Depotspeicher 395 übertragen,
und zwar unter Verwendung des gleichen Signaltyps, der von den innerhalb
der Anlage angeordneten Umgebungs-Transmittern gesendet wird.
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Zusätzlich unter
Verwendung von Standard-EDD und Kommunikationsprotokollen, kann
die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Steuerbefehle
ausgeben. Solche Befehle können von
der Software in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 selbst
erzeugt werden oder solche Befehle können vom Host-System 390 zu dem
gesteuerten Gerät über die
handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 gesendet werden, entweder
in Echtzeit oder mit einer Verzögerung
geschehen, die auf dem Zeitunterschied basiert, der zwischen der
kommunikativen Verbindung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 zum Host-System 390,
um einen Steuerbefehl zu empfangen und der Zeit der kommunikativen
Verbindung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 zum
Gerät,
zu dem der Steuerbefehl gesendet wird. Um diese Funktionsweise zu
erreichen kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 bekannte
Sicherheits-/QoS (Quality of Survive)-Techniken verwenden. In jedem
Fall wird, wie durch die obige Darstellung, verständlich gemacht,
dass die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 mehrere verschiedene
Arten drahtloser Kommunikationen bereit stellt, inklusive eins-zu-eins
Kommunikationen zu einem Gerät,
Sammeln von Feldumge bungsdaten und Fernkommunizieren mit einem Host.
Des Weiteren kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung aus 15 verständlicherweise
zusätzlich
beliebige und alle Strukturen und Funktionsweisen, beschrieben in
Bezug auf die tragbaren, wearable oder handgehaltenen Computergeräte, beschrieben
in Bezug auf 1-14, einschließen.
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Während die
handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 als
im Allgemeinen drahtlose Kommunikation mit Feldgeräten beschrieben
wurde, kann die drahtlose handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verständlicherweise
genauso gut direkt (z. B. in jeder in 15 veranschaulichten
Weise) mit anderen Gerätearten,
einschließlich
I/R-Geräten,
Steuerung, Hosts, oder anderen Arten von Computergeräten kommunizieren.
Zusätzlich können die
Feldgeräte,
veranschaulicht in 15, jede Art von Feldgeräten, beispielsweise
Sensoren, Sende-Empfangsgeräte,
Ventile, etc. sein und können
jeder gewünschten
Art von Kommunikationsprotokollen entsprechen oder diese verwenden.
Weiterhin können
verschiedene einzelne Feldgeräte
aus 15 verschiedene Kommunikationsprotokolle verwenden
und können
sogar mit dem gleichen oder mit weiteren Steuersystemen verbunden
sein. Bezüglich jedem
bestimmten Feldgerätes,
mit dem die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kommuniziert
(oder damit sogar damit verbunden ist), kann deshalb das Hostgerät 390 ein
Host sein oder auch nicht.
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10 ist
eine schematische Darstellung eines handgehaltenen, tragbaren Computers 200,
der in einem tragbaren Computersystem oder handgehaltenen Kommunikationseinrichtungssystem,
wie hier beschrieben, verwendet werden kann. Wie in 10 abgebildet,
schließt
der handgehaltene Computer 200 ein äußeres Gehäuse 202, eine elektronische
Anzeige 204 und ein Keypad 206 ein, die alle im Gehäuse 202,
wie in 10 abgebildet, angeordnet sein
können.
Das äußere Gehäuse 202 kann
aus jedem geeigneten Material, zum Beispiel Kunststoff, Gummi oder
einem anderem geeigneten Material hergestellt sein. Bevorzugterweise,
aber nicht notwendigerweise ist das äußere Gehäuse bemessen, um handgehaltene
Anwendung des handgehaltenen Computers 200 zu unterstützen. Beispielsweise
kann das äußere Gehäuse 202 Eigenschaften
einschließen,
die das Halten des äußeren Gehäuses 202 unterstützen oder
die Befestigung des äußeren Gehäuses 202 an
einem Gürtel
oder jedem anderen Haltegerät
unterstützen,
das vom Anwender getragen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann
das äußere Gehäuse 202 eine
Eigenschaftenmatrize einschließen,
die es ermöglicht
das handgehaltene Gerät 202 in einem
selbstständig-stehenden
Gestell zu platzieren. Auf diese Weise kann der Anwender den handgehaltenen
Computer 200 absetzen, um dadurch die Bedienung des handgehaltenen
Computers 200 ohne Benutzung der Hände zu ermöglichen, so dass der Anwender
Kalibrierungsaktivitäten,
Diagnoseaktivitäten
oder andere Aktivitäten
effektiver ausführen kann,
die leichter unter Verwendung einer oder beider Hände erzielt
werden können.
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Die
Anzeige 204 kann jede elektronische Anzeige sein, die das
Anzeigen von Text- und/oder
Grafikinformationen ermöglicht.
Als Beispiel kann die Anzeige 204 auf Flüssigkristall,
Plasma oder jeder anderen geeigneten Anzeigetechnik basieren.
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Das
Keypad 206 kann eine Vielzahl an Knöpfen und/oder anderen elektromechanischen
Eingabevorrichtungen einschließen,
die vom Anwender aktiviert werden können, um die an der Anzeige 204 gezeigten
Informationen zu wählen
und/oder zu bearbeiten.
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Während der
handgehaltene Computer 200, in 10, als
auf basierend einem PDA-Gerät
oder -Plattform dargestellt ist, kann stattdessen jedes andere handgehaltene
Gerät oder
Plattform verwendet werden ohne vom Schutzumfang oder Geist der
Erfindung abzuweichen. Zusätzlich
können
verschiedene oder zusätzliche
Anwenderschnittstellentechniken in den handgehaltenen Computer 200 eingebunden sein.
Zum Beispiel kann die Anzeige als Sensorbildschirm eingebunden sein,
in diesem Fall kann das Keypad eliminiert oder optional gemacht
werden, und eine drahtlose (z. B. Infrarot, Hochfrequenz, etc.) Schnittstelle
kann bereitgestellt sein, um dem handgehaltenen Computer 200 zu
ermöglichen
mit den Peripheriegeräten,
beispielsweise wie jene in 1 und 2 dargestellt,
etc. zu kommunizieren. Im Allgemeinen kann der handgehaltene Computer 200 als tragbarer
Computer 24, dargestellt in 1 und 2,
verwendet werden und kann einige von allen Peripheriegeräten und
andere Funktionen in Zusammenhang mit dem tragbaren Computersystem 20, darin
dargestellt, einbinden.
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Zusätzlich kann
der handgehaltene Computer 200 eine oder mehrere Anwendungen
ausführen, die
eine oder mehrere graphische Applikationen der Anwenderschnittstellen
einschließt,
die von einem Prozessor im handgehaltenen Computer 200 ausgeführt werden
können.
Wie in 10 veranschaulicht, kann der
handgehaltene Computer 200 Informationen zu Anlageebenen
anzeigen, die Durchführungs- und/oder
Auslastungsin dexe 208 mit der Gesamtanlage einschließen können. Ebenso
stellen 11–12 andere
beispielhafte, graphische Anzeigen dar, die dem Anwender über den
handgehaltenen Computer 200 geliefert werden können. Insbesondere
stellt 11 eine graphische Anzeige 220 dar,
die Durchführungsinformationen
für einen
bestimmten Bereich in der Anlage liefert. 12 stellt eine
graphische Anzeige 240 dar, die detaillierte Modulinformationen
in Tabellenform für
den Bereich der Anlage in Zusammenhang mit der graphischen Anzeige
aus 11 liefert. 13 stellt
eine graphische Anzeige dar, die detaillierte Blockinformationen für eines
der Module in Zusammenhang mit der Anzeige aus 12 liefert
und 13 stellt eine graphische Anzeige dar, die Informationen
zur Filtereinstellungen liefert, die dem Anwender ermöglichen
die Methode zu steuern, mit denen die Module und Blockinformationen
durch den handgehaltenen Computer 200 angezeigt werden.
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Die
hier beschriebene Routine kann natürlich, wie gewünscht, in
eine Standard-Mehrzweck-CPU
oder in speziell entworfene Hardware oder Firmware implementiert
sein. Wenn diese in Software implementiert ist, kann die Software
in jedem computerlesbaren Speicher, wie auf einer Magnetplatte,
einer Bildplatte oder andere Speichermedien, in RAM oder ROM eines
Computers oder Prozessors, etc. gespeichert sein. Ebenso kann diese
Software zu einem Anwender oder Gerät (beispielsweise der wearable
Computer) über
jede bekannte oder erwünschte
Zustellungsmethode zugestellt sein, einschließlich z. B. auf einer computerlesbaren
Diskette, anderen transportierbaren Computerspeichermechanismen
oder über
einen Kommunikationskanal, beispielsweise einer Telefonleitung,
das Internet, etc. (welches als gleich oder austauschbar mit dem
Bereitstellen solcher Software über
ein transportierbares Speichermedium betrachtet wird).
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Während die
vorliegende Erfindung sich auf spezifische Beispiele bezieht, die
sich lediglich beispielhaft und nicht einschränkend verstehen, ist es für ordentliche
Fachleute offensichtlich, das Änderungen,
Zusätze
und/oder Streichungen zu den offen gelegten Ausführungen gemacht werden können, ohne vom
Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.