专利名称：虚拟锁定/标定屏面显示的人－机界面的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种电源管理控制系统，特别是涉及一种用数据库连接自动实现虚拟三维锁定/标定(lockout/tagout)显示的软件，该数据库连接能实现在一路图(one-line diagrams)、三维面板电源向导图象和表格数据电源向导图象上安装和跟踪虚拟的危险与接地标签和标签符号。
电源管理控制系统监测和控制电力分配系统的各种电子监测或控制设备。电源管理控制系统包括一个计算机，计算机与公用总线相连，以便使智能监测或控制设备能与服务器通信。控制系统提供分配系统的设备的图象表示和向分配系统的设备的连接，以便使用户能监测和操纵分配系统。
在维护和修理电力分配系统期间，可能会要求技术员定期地维护或查找电力分配系统的故障，这可能会要求技术员关闭电力分配系统的一部分或者将设备的引线接地。技术员在这样做时，要在设备上附加相关的危险标签和/或接地标签，以警示他人不要启动作过标签的设备或对作过标签的设备通电，否则会导致设备损坏，更严重的是会伤害检修电力分配系统的技术员。
这个对设备作标签或锁定设备的步骤，要求技术员准备好适当的危险和/或接地标签，签署其姓名和在有关设备上建立标签的日期。技术员也可以临时性地在设备上上锁，以防止设备—例如断路器的意外启动。一旦局部地“标定”设备后，技术员可选择向电力管理控制系统(PMCS)的操作员通知该标定状态。
目前，操作员必须记录或记得设备的标定状态。与位于被标记的设备本身上的物理标签不同的是，操作员并没有在PMCS上的图象标识来提醒或向新的操作员指示设备的标定状态。
本发明具有优于现有技术的优点并可替代现有技术，其方法是，提供用于电源管理控制系统(10)的标签向导(Tagging Wizard)，它能自动实现虚拟的锁定/标定显示(32，34)，使得能用选定电子设备(11)的图象表示来安装和跟踪虚拟的危险与接地标签(32、34)和标签符号(36、38)。本发明使用户不用编程技巧就能迅速地生成锁定/标定图形界面(32、34)，无需由集成者(integrator)进行定制的程序设计。
根据本发明，生成锁定标签显示(32、34)以指示电源管理控制系统(PMCS)(10)的选定设备(11)的标签状态的方法包含，从PMCS的一个窗口选择电源管理控制系统(12)的一个设备(11)。选择一个与选定设备(11)相关的标签向导。然后用选定设备(11)的图象表示以图形方式安装锁定标签(32、34)。
现在参考各附图，其中，类似的单元在若干附图中是以类似方式编号的。
图1是按照本发明的电源管理与控制系统的示意框图；图2是电力分配系统的一个局部的显示窗口的视图，包括有用实现本发明的计算机软件生成的、表示与电力分配系统的某部件关联的锁定/标定标签的标签符号。
图3是一个由实现本发明的计算机软件生成的虚拟的锁定/标定面板显示窗口的视图，图中显示安装了虚拟的危险标签和接地标签。
图4是一个由实现本发明的计算机软件生成的、虚拟的锁定/标定面板显示窗口的视图，图中显示没有安装虚拟的危险标签和接地标签。
图5是本发明的电源管理与控制系统中使用的计算机软件的框图。
图6是一个由图5的计算机软件生成的InTouch-windowviewer窗口的视图。
图7-10是由图5的计算机软件生成的向导选择对话框窗口的视图。
图11是一个由图5的计算机软件生成的InTouch-windowviewer窗口的视图。
图12是一个在开发时由实现本发明的计算机软件生成的、虚拟的锁定/标定面板显示窗口的视图。
现在参看图1，以数字10概括标注的电源管理控制系统(PMCS)，提供对电力分配系统12的多个电气设备和部件11(诸如控制设备、跳闸机构、瓦特表和继电器)的控制和三维图象表示，正如后文将更详细地说明的那样。
图1的PMCS 10包含一个计算机16，例如基于奔腾处理器的IBM-PC AT兼容机，具有标准RS485接口卡18或RS232-RS485转换器，以及安装在I/O插槽中的适配器。计算机16含有用于监测和控制选定的电源使用/消耗的方面的软件(后文将作更详细的说明)。接口卡18提供I/O端口，端口定义了多个工业标准的Modbus RTU网络20和22。Modbus RTU协议是个著名的工业标准。带有Modbus RTU接口的设备可以直接连接到Modbus总线，例如控制设备24(诸如Multilin 269型和Multilin 565型和电源管理EMP 3710和EPM 3720)。其它设备在Commnet协议上通信，它们包括跳闸机构26-例如可从通用电气公司购得的跳闸器、增强型跳闸器-D、跳闸器PM和增强型跳闸器-C，计量表28-例如可从通用电气公司购得的功率流向计量表(Power Leader Meters)，继电器30-例如通用电气公司的Spectra ECM和功率流向MDP(Power Leader MDP)。Modbus集线器31提供Modbus RTU协议与Commnet协议之间的一个接口，这些设备由此就能在Modbus上通过Modbus集线器31进行通信。在本例中，能将多达32个设备(例如直接连接的设备或Modbus集线器)连接到每个Modbus RTU网络。
如前文所述，要求技术员定期地对电力分配系统12进行维护或查找故障，这会要求技术员关闭一部分分配系统或者将某设备的引线接地。技术员这样做时，要在该设备上贴上相关的危险标签和/或接地标签，以警示他人不要启动贴有标签的设备或对贴有标签的设备通电。按照本发明方法，有充分使用权限的技术员或操作员也可以将设备11的图象表示作为标志标记在PMCS 10上，向监管电力分配系统12的操作员指示该设备处于标定状态。
如图3中所示的虚拟锁定/标定显示32、34(即虚拟的危险和接地标签)的实现，是用标签向导软件自动完成的。标签向导提供对锁定/标定图象的自动配置，并能在电力分配系统12的设备11的图象表示上安装或去除虚拟的标定显示—如图2中所示。标签向导提供一种快捷、费用有效的方法，该方法无需编程技术和对设备的详细了解，就能提供虚拟危险与接地标签显示32、34和标签符号36、38(见图2)。
参看图2，窗口40是电力分配系统12的若干发电机电路的一路图42的一个图象表示。图42中包括发电机GA、GB和GC，其中GA和GC各包括一对标签符号36、38，表示在发电机GA和GC上贴有虚拟危险标签32和接地标签34(见图3)。危险标签符号36包含位于方框内的字母“D”，接地标签符号38包含位于方框内的字母“G”。如图2中所示，在靠近发电机GA和GC的位置，分别有两个危险和接地标签符号36、38，表示在这两个发电机上贴有虚拟危险和接地标签，而发电机GB则不含任一个标签符号。这些标签符号36、38提供一种虚拟标签或标志，向操作员指出电力分配系统12的选定部件11的情况或状态，警告操作员不要启动任何会使贴有标签的设备通电的部件。标签符号36、38不但显示在一路图42中，而且显示在设备11的任何其它图象表示或界面中，例如设备的大型面板的虚拟显示中—后文将作更详细的说明。
如图3中所示，每个标签符号36、38都与在虚拟锁定/标定屏面显示窗口或“标签窗口”44中显示的对应的虚拟危险标签32或接地标签34的图象表示相关联。每个虚拟标签32、34都由对应的大型位图表示，任何用户通过选择下拉式菜单中的“标签菜单”或点击标签符号36或38(见图2)就能察看对应的位图。虚拟标签32、34二者都提供关于安装标签的人员的信息以及安装标签的日期和时间。例如，虚拟危险标签32是由管理员在1998年7月9日830左右安装的，虚拟接地标签34也是由管理员在1998年7月9日830左右安装的。虚拟危险标签32进一步包括一个“不要手碰”和“禁止操作”带标签设备13的警告。“标签菜单”窗口44也包括一个警告，其内容是，显示屏上的标签和标志，目的是为了提醒，进行任何操作之前，必须验证带标签设备的锁定状态。
只有特权用户才可以安装和/或清除虚拟锁定标签32、34。PMCS 10的每个用户都被分配一个使用权限。特权用户是使用权限高于或等于向锁定/标定应用分配的使用权限的用户。PMCS进一步包括一个实时时钟，用于提供安装虚拟锁定标签32、34时的当前日期和时间。
图3的“标签菜单”窗口44中所示的每个虚拟标签32、34，也包括一对按钮46-49，供特权用户安装和/或清除选定设备11的对应标签。特权用户如果要为设备11安装或清除虚拟危险标签32，就选择对应设备的下拉式菜单中对应的“标签菜单”，或者选择在带标签设备(即发电机GA)的图象表示附近显示的标签符号36(见图2)。然后，用户选择相应的按钮46、47来安装或清除危险标签32。例如，如果用户希望去除或清除接地标签34，用户就通过点击，选择“清除接地标签”按钮49。如果用户的使用权限至少是安装或清除标签所需的使用权限，则虚拟接地标签34就被从“标签菜单”窗口44中删除，并用“接地标签未安装”52这句话来取代接地标签的位图表示，如图4中所示。如果不是，则使用权限不够的用户就会得到一条信息，声言用户没有被授权能执行所请求的功能，用户的请求不予处理。
如果用户希望安装一个虚拟危险标签32，用户就通过点击，选择“安装危险”按钮46。如果用户的使用权限足够，则“标签菜单”窗口44中就显示虚拟危险标签32的位图。当前的时间和日期以及安装者的身份由PMCS 10自动地输入。一旦安装了虚拟的锁定标签，就在设备的图象显示(即面板显示、列表数据和一路图)上出现相关联的一路符号36、38-如图2中所示，直到特权用户清除标签。
图4表示图2中没有与其相关的虚拟标签32、34的发电机GB的“标签菜单”窗口44。如前文所述，取代这两个虚拟标签的位图的是一句话或一个标志，表示没有安装对应的标签。
现在参看图5，该图概括地表示了以上讨论的、监测和控制PMCS 10选定的电源使用/消耗方面的计算机软件的框图。这个软件被安装在计算机16中，包括一个动态数据交换(DDE)服务器54。DDE服务器54允许外部程序访问微软视窗环境中的电源管理数据。连接DDE服务器54的数据接口是由系统通过一个Wonderware InTouch实用程序提供的。DDE服务器是Windows NT下的一个32位的应用程序。DDE服务器的配置和控制界面是通过服务器应用程序窗口菜单提供的。与DDE服务器54关联的是逻辑数据表56和有关的模块，即Excel或其它DDE构件(ware)应用模块58、波形捕获模块60、事件记录器模块62、生产率模块64和Wonderware InTouch模块66。WonderwareInTouch模块66包括一个用于构造屏面和界面的工具箱和一个用于监测和控制电力分配系统12的图形用户界面68。服务器的图形用户界面68在32位的Windows或Windows NT环境和InTouch库函数中运行。波形捕获模块60便于察看和分析由复杂的计量设备捕获的波形(例如傅立叶、频率和/或谐波分析)。事件记录器模块62便于察看、组织和分析电源分配系统中的不正常行为。生产率模块64例如包括一个成本分配模块和一个负荷管理模块。成本分配模块用来跟踪下一级单位的电源耗费，生成内部记帐方法和报告，由此来降低成本。负荷管理模块用来跟踪电源需求并为防止高值需求罚款而自动地卸掉非关键的负荷，并且用来根据定时器进行控制，以减少电源消耗。DDE服务器54通过图1和5中所示的接口卡18进行通讯。
事件记录器模块62包括一个实用程序，它将所接收的消息，作为不可应答或可应答报警、或者作为根据初始化文件的内容确定的事件进行传送。DDE服务器54要保证所有事件都具有相同的格式，以便事件记录器模块62能解释每个事件。电表28和控制/保护设备26用各种代码来描述被监测或被控制电路发生的事件。用一个文件将这些代码整理成三个类别供作分析。对于任何特定设备来说，这三个类别都是可以针对从某设备接收的代码而可修改的。这三个类别是代表可应答的报警的“ACK/UNACK”，代表不要求应答的“-”和代表只报告设备状态的“EVENTS”。
波形捕获模块60包括一个实用程序，它提供一个界面，用来配置和显示来自传输波形数据的设备的数据。这些设备传输不同格式的波形数据。对这些不同类型的计量表来说，要求有统一的显示格式。这个实用程序用于计量表所传输的首部信息来正确地定标并适当地将各设备传输的数据值以逗号分隔并显示。
如图6的InTouch窗口70中所示，Wonderware InTouch模块66包括一个软件工具箱，用于快速生成电力分配开关设备72的三维表示。这些开关设备正视图与开关设备74有逻辑上的联系。图中显示了一个是用图7-10中所示的所谓电源向导(Power Wizard)生成的典型的开关设备正视图。这个正视图72可以修改成任意大小，计量表和保护设备的组合和排列的数目无限，能快速、精确地表示客户的开关设备。电源向导不需要逐行地画出各个部件72。用户一开始选择一个箱体向导(cabinet wizard)，诸如AKD-8箱体或电源断路箱体(Power Break Cabinet)，向其添加手柄、面板和固定器，如图7和8中所示。然后，将断路器26(图9)、计量表和其它保护设备(图10)定位或放到与客户的实际开关设备74相同的位置中的适当面板上。这些项目有与之关联的对话框，在它们被放下(dropped)后，双击一个电源向导就能打开对话框。建立一个从这个对话框到另一个窗口的导航链接，该窗口含有另一个显示详细的计量、配置和控制信息的电源向导，如图11所示。
Wonderware InTouch模块66包括对由于建立了适当的数据库服务器链接而自动生成的计量和建立/设置点信息的预定义的列表显示。提供了一种快速的方法来准确地生成电力分配的计量、保护和控制设备的用户界面，该方法能对相同类型的许多设备重复这个界面，同时还能保持独特地标识设备的能力。电源向导使用户不用掌握程序设计技术和详细的设备知识就能生成电源分配设备界面。
参看图11，这是计量设备28的电源向导的一个例子。电源向导即时地产生查找特定设备类型的标准查找界面。这些电源向导也由这个标准界面生成用户通过在电源向导对话框80中选择名称78并在该名称中输入而定义的、独有的数据库链接。这样，同一个向导就可以反复地再次使用，并且通过在电源向导对话框中输入的用户定义的设备名称而能在逻辑上彼此区分。因为电源向导具有自动地用独有的用户定义设备名称建立连接的功能，所以能防止所有原本在人工输入向数据库服务器的数据访问连接时可能发生的误差量。
每个视窗应用程序都用应用程序名称在一个视窗内核(kernel)中登记。为了唯一地标识用于在两个协作的(DDE构件)视窗应用程序之间通信的数据项，要通过元组(应用、主题、项目)来标识数据项。主题名称(topic name)提供分组，项目名称(item name)指定要访问的符合在某主题下的实际数据点。对于DDE服务器54来说，应用名称(application name)是服务器的可执行名称。主题名称可以是设备标识名，项目名称可以是现场数据点(field data point)的寄存器标识(register identification)。例如，对于通用电器公司的EPM计量表，元组可以是GE32MODB、EPM1、AMPA，其中GE32MODB是DDE服务器的应用名称，EPM1是计量表标识名，AMPA是相位A的电流。DDE消息主要包括请求发送由主题和项目名称所标识的数据。它们也可用于到由主题和项目名称所标识的数据点的设置点下载。输入参数值是由通信接口上的现场设备(field devices)响应服务器的询问(poll)而报告的。这个值可以是浮点值、整数值、字符串或离散的状态位。
设置点寄存器(set point registers)要根据DDE客户程序的请求来下载，DDE客户程序是一种诸如Wonderware InTouch 5.0或MS-Excel的程序，它向DDE服务器52请求数据项并通过DDE接受数据。在请求设备数据的客户程序与能提供该数据的现场设备之间DDE服务器起着链路的作用。DDE服务器54通过通信端口与现场设备通信，通过DDE消息链路(message link)与客户程序通信。客户程序向服务器发送要求读/写一些设备寄存器的请求。服务器将每个请求变换成适当的设备读/写请求包(packets)并对设备执行必要的事务处理。然后，它就在处理之后将结果转送回客户程序，必要的话，还将所收集的设备数据变换成适当的格式。除了报告标准设备寄存器的内容之外，服务器也能从设备收集象波形捕获/记录数据这样的特殊数据，将其传送到客户程序。
一般来说，DDE服务器54用Modbus RTU协议来与现场设备进行通信。DDE服务器54按照规定为所有客户程序提供适当的返回值，即活动主题和项目的定期询问包、事件和状态的定期询问包、对所有设备的时间的定期更新、对客户程序的数据值更新(用于所获得的项目)、事件/状态报告(该报告是发往InTouch的，以便变成标准报警记录的一部分)、以及活动设备(主题)的状态更新。设置点写请求是适当格式化了的该请求的设置点下载通信包。服务器的执行和停止，是由从DDE服务器窗口菜单发出的用户请求开始的。
标签向导将PMCS 10中设备11的一路图、列表数据和大型面板与一个公共的存储位置或存储器分立标签紧密地联系起来。该标签向导提供“Tag Menu”(标签菜单)窗口来联系分立的标签，以便在对应设备的显示中建立或清除标签符号。“Tag Menu”窗口用间接的InTouch间接标签名来在若干设备中获得通用的标入/标出(Tag-In/Tag-out)接口。
对于各设备11用InTouch模块的标签有相关的虚拟危险和/或接地标签32、34。例如，如图12中所示，将虚拟危险和接地标签显示44赋予具有标签名“BKR_1a”的存储器分立标签。这个公用的存储位置是若干设备向导都能访问的，由此提供了若干向导之间的一个接口。就这些向导的每一个来说，配置对话包括一个能让用户规定一个公用分立标签名的输入窗口。这个公用标签名将被用于创建由每个向导根据要执行的功能而设置、复原或监测的存储器分立标签。例如，将每个配置电力分配系统12中某公用设备13的电源向导(即大型面板和列表数据向导)，都配置成监测同一个存储器分立标签(即“BKR_1a”)。这些电源向导包括ALPS/LPS、DFP100、DFP200和SR750/760。
在标签向导的操作中，特权用户选择电力分配系统的设备，以去除或删除虚拟的危险和/或接地标签32、34。无论是安装哪一个虚拟标签，用户只要选择按钮46-49中代表所希望的虚拟标签的按钮，如图3所示。如果用户安装虚拟标签，就设置对应的存储器分立标签。一路向导监测与“Tag Menu”窗口相关的同一个存储器分立标签，并将对应的虚拟标签的大型位图连同关于标签的安装的信息一起显示出来—如前文所述的那样。类似地，与电力分配系统的同一个设备相关联的每个列表数据的一路向导和大型面板向导也监测这个公用存储器分立标签并显示该设备11的图象表示的对应的标签符号—如图2中所示。
如果用户去除虚拟标签32、34，对应的存储器分立标签就被复原或清除。一路向导去除虚拟标签的大型位图—如前文所述。类似地，与电力分配系统的同一个设备11相关联的每个列表数据的一路向导和大型面板向导也监测这个公用存储器分立标签并从设备的图象表示中清除对应的标签符号36、38。
尽管表示和说明了最佳实施例，但是可以对它们作出各种修改和替代，而不偏离本发明的精神和范围。因此应当明白，对本发明的说明是示意性的而不是限制性的。
权利要求
1.一种生成指示电源管理控制系统(10)的设备(11)的带标签状态的锁定标签显示(32、34)的方法，该方法包含从窗口(40)中选择电源管理控制系统(10)的一个设备(11)；选择一个与所选择设备(11)关联的标签向导；以图象方式安装一个与设备(11)关联的锁定标签(32、34)。
2.权利要求1的方法，其中的所述标签向导提供所述标签向导与显示设备(11)的图象表示的另一个向导之间的一个导航链接。
3.权利要求2的方法，其中，导航链接包括一个由所述标签向导和所述另一个向导都能寻址的存储器寄存器。
4.权利要求3的方法，其中，所述标签向导由一个一路向导链接到所述存储器寄存器。
5.权利要求1的方法，其中，安装所述锁定标签(32、34)包含生成所述锁定标签(32、34)的图象表示。
6.权利要求5的方法，其中，所述锁定标签(32、34)包括所述锁定标签(32、34)的安装人员的信息。
7.权利要求5的方法，其中，所述锁定标签(32、34)包括所述锁定标签(32、34)的安装时间的信息。
8.权利要求1的方法，其中，安装所述锁定标签(32、34)包含在另一个向导的该设备的图象表示附近生成一个图象符号。
9.权利要求2的方法，其中，另一个向导是面板电源向导。
10.权利要求2的方法，其中，另一个向导是一路图向导。
11.权利要求2的方法，其中，另一个向导是列表数据电源向导。
12.权利要求1的方法，进一步包含清除与设备(11)关联的锁定标签(32、34)。
13.权利要求1的方法，其中，所述锁定标签(32、34)是接地标签(34)，指示带标签的设备(11)有接地的引线。
14.权利要求1的方法，其中，所述锁定标签是危险标签(32)，指示如果启动带标签的设备(11)就会发生危险情况。
15.权利要求1的方法，进一步包含提供对标签向导的使用权限，其中，如果某用户被赋予的使用权限至少等于标签向导的使用权限，则允许该用户安装锁定标签(32、34)。
16.权利要求1的方法，其中，安装所述锁定标签(32、34)包括在所述存储寄存器中设置一位。
17.权利要求12的方法，其中，清除所述锁定标签(32、34)包括清除所述存储寄存器中的一位。
全文摘要
三维电源管理控制系统(10)提供对电力分配系统(12)的若干电力设备和部件(11)的控制和图象表示。PMCS(10)包括一个锁定/标定显示(32,34)的图象表示(即危险和接地标签),代表在电力分配系统(12)的设备(11)本身粘贴的标定/锁定物理标签。图象显示(32、 34)包括一个代表在设备(11)上安装的危险标签(32)和接地标签(34)的大型位图,以及在与带标签设备(11)相关联的其它图象和列表数据显示的位置显示的代表符号。虚拟的锁定/标定显示(32、34)的实现,是用名称为标签向导的软件自动完成的。标签向导提供对锁定/标定图象(32、34)的自动配置,并能安装和清除与分配系统(12)的设备(11)的图象表示相关联的虚拟标定显示。标签向导将与一个公用设备的每个图象和/或列表表示相关联的一路向导在逻辑上连接到一个公用的分立存储器标签,以存储设备(11)的带标签状态.“标签菜单”窗口(44)包括对应每个锁定/标定标签(32、34)的安装和清除按钮(46—49),按钮被选择时就在存储器标签中存储数据。
文档编号G06F3/048GK1288600SQ99802214
公开日2001年3月21日 申请日期1999年9月15日 优先权日1998年9月17日
发明者R·P·托马斯, J·S·范德范特, G·布特兰德 申请人:通用电气公司