DE102022100446A1

DE102022100446A1 - Vorgeschlagene gerätekonnektivitätsplanung

Info

Publication number: DE102022100446A1
Application number: DE102022100446.5A
Authority: DE
Inventors: Clint David
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-07-21
Also published as: US20220232393A1; US11418969B2; CN114765581A; GB202119028D0; JP2022109875A; GB2603853A

Abstract

Ein Netzwerkdesign-Tool ermöglicht es Benutzern, einfach und schnell ein Modell eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung grafisch zu entwerfen. Insbesondere kann das Netzwerkdesign-Tool eine interaktive Benutzerschnittstelle bereitstellen, die einen Ansichtsbereich umfasst, der es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Modellgeräte und Verknüpfungen darstellen. Das Tool kann die Stärken von Kommunikationsverbindungen an potentiellen Standorten dynamisch anzeigen, wenn der Benutzer einen Zeiger oder Cursor auf dem Ansichtsbereich bewegt, und es kann automatisch Geräte vorschlagen, die an gewünschten Standorten hinzugefügt werden sollen. Nachdem ein gewünschtes Gerät ausgewählt wurde, kann das Tool das ausgewählte Gerät automatisch mit anderen Geräten im Modell verbinden, basierend auf einer Analyse der Anlagenumgebung, realen Positionen der vorhandenen Geräte und des neuen Geräts und Signalisierungsattributen der vorhandenen Geräte und des neuen Geräts.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das Entwerfen und Verwalten von drahtlosen Netzwerken und insbesondere auf Techniken zum grafischen Entwerfen eines drahtlosen Netzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung mittels einer interaktiven Benutzerschnittstelle.
HINTERGRUND
Dezentrale Prozesssteuerungssysteme, z. B. dezentrale oder skalierbare Prozesssteuerungssysteme wie jene, die bei Energieerzeugungs-, Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessen verwendet werden, beinhalten typischerweise eine oder mehrere Prozesssteuerungen, die miteinander über ein Prozesssteuerungsnetzwerk mit mindestens einer Host- oder Bedienerarbeitsstation und über analoge, digitale oder kombinierte analoge/digitale Busse mit einem oder mehreren Instrumentierungs- oder Feldgeräten kommunikativ gekoppelt sind.
Die Feldgeräte führen Funktionen innerhalb des Prozesses oder der Anlage aus, z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen, Ein- und Ausschalten von Geräten und Messen von Prozessparametern. Beispielhafte Feldgeräte beinhalten Ventile, Ventilstellungsregler, Switches und Messwertgeber (z. B. Geräte, die Sensoren zum Messen von Temperatur, Druck oder Durchflussrate beinhalten, und Messwertgeber zum Übertragen der erfassten Temperaturen, Drücke und Durchflussraten).
Die Prozesssteuerungen, die sich typischerweise in der Anlagenumgebung befinden, empfangen Signale, die für die von den Feldgeräten durchgeführten Prozessmessungen (oder andere die Feldgeräte betreffende Informationen) kennzeichnend sind, und führen eine Steuerungsanwendung aus, in der zum Beispiel verschiedene Steuermodule ausgeführt werden, die Entscheidungen zur Prozesssteuerung treffen, auf der Grundlage der empfangenen Informationen Steuersignale erzeugen und sich mit den Steuermodulen oder Blöcken koordinieren, die in den intelligenten Feldgeräten implementiert werden (z. B. HART^®-, WirelessHART^®- und FOUNDATION^®-Fieldbus-Feldgeräte).
Die Ausführung der Steuermodule bewirkt, dass die Prozesssteuerungen die Steuersignale über die Kommunikationsverbindungen oder Signalwege zu den Feldgeräten senden, um dadurch den Betrieb mindestens eines Abschnitts der Prozessanlage oder des Systems zu steuern (z. B. um mindestens einen Abschnitt eines oder mehrerer industrieller Prozesse zu steuern, die innerhalb der Anlage oder des Systems laufen oder ausgeführt werden). Zum Beispiel kann ein erster Satz von Steuerung(en) und Feldgeräten einen ersten Abschnitt eines Prozesses steuern, der von der Prozessanlage oder dem System gesteuert wird, und ein zweiter Satz von Steuerung(en) und Feldgeräten kann einen zweiten Abschnitt des Prozesses steuern.
Eingangs-/Ausgangs-Karten (E/A-Karten) (manchmal als „E/A-Geräte“ oder „E/A-Module“ bezeichnet), die sich typischerweise ebenfalls innerhalb der Anlagenumgebung befinden, sind im Allgemeinen kommunikativ zwischen einer Steuerung und einem oder mehreren Feldgeräten angeordnet, wodurch sie die Kommunikation dazwischen ermöglichen (z. B. durch Umwandlung elektrischer Signale in digitale Werte und umgekehrt). Typischerweise fungiert eine E/A-Karte als Zwischenknoten zwischen einer Prozesssteuerung und einem oder mehreren Ein- oder Ausgängen von Feldgeräten, die für dasselbe Kommunikationsprotokoll oder dieselben Kommunikationsprotokolle, wie die von der E/A-Karte verwendeten, konfiguriert sind.
Dabei werden, wie hierin genutzt, Feldgeräte, Steuerungen und E/A-Geräte allgemein als „Prozesssteuergeräte“ bezeichnet und sind im Allgemeinen in einer Feldumgebung eines Prozesssteuerungssystems oder einer Anlage platziert, angeordnet oder installiert. Das Netzwerk, das von einer oder mehreren Steuerungen, den Feldgeräten, die kommunikativ mit der einen oder den mehreren Steuerungen verbunden sind, und den Zwischenknoten gebildet wird, die die Kommunikation zwischen den Steuerungen und Feldgeräten ermöglichen, kann als ein „E/A-Netzwerk“ oder „E/A-Subsystem“ bezeichnet werden.
Informationen von dem/den E/A-Netzwerk(en) können über eine Datenautobahn oder ein Kommunikationsnetzwerk (das „Prozesssteuerungsnetzwerk“) einem oder mehreren anderen Hardwaregeräten, z. B. Bedienerarbeitsstationen, Personal Computern oder Rechengeräten, tragbaren Geräten, Datenhistorikern, Berichtsgeneratoren, zentralisierten Datenbanken oder anderen zentralisierten administrativen Rechengeräten, die typischerweise in Leitstellen oder an anderen Standorten außerhalb der raueren Feldumgebung der Anlage, z. B. in einer Back-End-Umgebung der Prozessanlage, aufgestellt sind, zur Verfügung gestellt werden.
Die über das Prozesssteuerungsnetzwerk kommunizierten Informationen ermöglichen es einem Bediener oder einer Wartungsperson, die gewünschten Funktionen in Bezug auf den Prozess über ein oder mehrere an das Netzwerk angeschlossene Hardwaregeräte auszuführen. Auf diesen Hardwaregeräten können Anwendungen ausgeführt werden, die es einem Bediener ermöglichen, z. B. Einstellungen der Prozesssteuerroutine(n) zu ändern, den Betrieb der Steuermodule innerhalb der Prozesssteuerungen oder der intelligenten Feldgeräte zu modifizieren, den aktuellen Status des Prozesses oder den Status bestimmter Geräte innerhalb der Prozessanlage anzuzeigen, Alarme anzuzeigen, die von Feldgeräten und Prozesssteuerungen erzeugt wurden, den Betrieb des Prozesses zu simulieren, um Personal zu schulen oder die Prozesssteuerungssoftware zu testen, Probleme oder Hardwarefehler innerhalb der Prozessanlage zu diagnostizieren usw. Das von den Hardwaregeräten, Steuerungen und Feldgeräten genutzte Prozesssteuerungsnetzwerk oder die Datenautobahn kann einen drahtgebundenen Kommunikationsweg, einen drahtlosen Kommunikationsweg oder eine Kombination aus drahtbegrenzten und drahtlosen Kommunikationswegen beinhalten.
Allgemein gesagt enthält ein Kommunikationsnetzwerk (z. B. ein E/A-Netzwerk in einer Prozesssteuerungsumgebung) Knoten, die die Sender und Empfänger von Daten und Kommunikationsverbindungen oder -pfaden sind, die die Knoten verbinden. Darüber hinaus enthalten Kommunikationsnetzwerke typischerweise dedizierte Router, die für die Leitung des Datenverkehrs zwischen Knoten verantwortlich sind, und optional dedizierte Geräte, die für das Konfigurieren und Verwalten des Netzwerks verantwortlich sind, beinhalten. Einige oder alle Knoten können auch so ausgelegt sein, dass sie als Router fungieren, um den zwischen anderen Netzwerkgeräten gesendeten Datenverkehr zu leiten. Netzwerkgeräte können drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein, und Netzwerkgeräte können unterschiedliche Routing- und Übertragungsfunktionen aufweisen. Beispielsweise können dedizierte Router Übertragungen mit hohem Volumen durchführen, während einige Knoten im gleichen Zeitraum relativ wenig Datenverkehr senden und empfangen können. Darüber hinaus können die Verbindungen zwischen Knoten in einem Netzwerk unterschiedliche Durchsatzfähigkeiten und unterschiedliche Dämpfungseigenschaften aufweisen. Ein Glasfaserkabel kann zum Beispiel aufgrund des Unterschieds in den inhärenten physischen Einschränkungen des Mediums eine Bandbreite bereitstellen, die um mehrere Größenordnungen höher als eine drahtlose Verknüpfung ist.
In der Prozessleittechnik ist es bekannt, standardisierte Kommunikationsprotokolle zu verwenden, um Geräte unterschiedlicher Hersteller einfach, hinsichtlich Handhabung und Implementierung, miteinander kommunizieren zu lassen. Ein solcher wohlbekannter Kommunikationsstandard, der in der Prozesssteuerungsindustrie verwendet wird, ist das Protokoll der Highway Addressable Remote Transmitter (HART) Communication Foundation, das allgemein als HART-Protokoll bezeichnet wird. Im Allgemeinen unterstützt das HART-Protokoll ein kombiniertes digitales und analoges Signal auf einem dedizierten Kabel oder Kabelsatz, in dem Online-Prozesssignale (wie Steuersignale, Sensormessungen usw.) als analoges Stromsignal bereitgestellt werden (z. B. im Bereich von 4 bis 20 Milliampere) und andere Signale, wie etwa Gerätedaten, Anfragen nach Gerätedaten, Konfigurationsdaten, Alarm- und Ereignisdaten usw. werden als digitale Signale bereitgestellt, die auf denselben Draht oder Satz von Drähten wie das analoge Signal überlagert oder gemultiplext werden. Die typischen HART-Implementierungen basieren jedoch auf dedizierten, festverdrahteten Kommunikationsleitungen, was zu einem erheblichen Verkabelungsbedarf innerhalb einer Prozessanlage führt.
Im Laufe der Jahre hat es einen Trend gegeben, die drahtlose Technologie in verschiedene Branchen zu integrieren, einschließlich der Prozesssteuerungsindustrie. In der Prozesssteuerungsumgebung und in der Industrie bestehen jedoch erhebliche Hürden, die die vollständige Integration, Akzeptanz und Verwendung von drahtloser Technologie einschränken, da die Prozesssteuerungsindustrie ein absolut zuverlässiges Prozesssteuerungsnetzwerk erfordert, da Signalverluste zum Verlust der Kontrolle über eine Anlage führen können, was katastrophale Folgen wie Explosionen, Freisetzung tödlicher Chemikalien oder Gase usw. zur Folge haben kann. Darüber hinaus gab es viele Fortschritte bei der Verwendung von drahtlosen Kommunikationssystemen im Allgemeinen, die auf die Prozesssteuerungsindustrie anwendbar sein können, die jedoch noch nicht in einer Weise auf die Prozesssteuerungsindustrie angewendet wurden, die ein zuverlässiges und in manchen Fällen vollständig drahtloses Kommunikationsnetzwerk innerhalb einer verfahrenstechnischen Anlage ermöglicht.
Darüber hinaus stellen bestehende Tools zum Entwerfen von drahtlosen Kommunikationsnetzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen eine Reihe von Herausforderungen. Im Allgemeinen ist das Entwerfen eines drahtlosen Netzwerks mit diesen Tools ein zeitaufwändiger und mühsamer Prozess.
Zu beachten ist, dass diese Beschreibung des Hintergrunds einen Kontext bereitstellt, um das Verständnis und die Wertschätzung der folgenden detaillierten Beschreibung zu erleichtern. Arbeiten der hier genannten Erfinder werden in dem in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Umfang (sowie Aspekte der Hintergrundbeschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung möglicherweise nicht als Stand der Technik gelten) weder ausdrücklich noch stillschweigend als Stand der Technik in Bezug auf die vorliegende Offenbarung zugelassen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Netzwerkdesign-Tool ermöglicht es Benutzern, einfach und schnell ein Modell eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung grafisch zu entwerfen. Insbesondere kann das Netzwerkdesign-Tool eine interaktive Benutzerschnittstelle bereitstellen, die einen Ansichtsbereich umfasst, der es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Modellgeräte und Verknüpfungen darstellen. Das Tool kann die Stärken von Kommunikationsverbindungen an potentiellen Standorten dynamisch anzeigen, wenn der Benutzer einen Zeiger oder Cursor auf dem Ansichtsbereich bewegt, und es kann automatisch Geräte vorschlagen, die an gewünschten Standorten hinzugefügt werden sollen. Nachdem ein gewünschtes Gerät ausgewählt wurde, kann das Tool das ausgewählte Gerät automatisch mit anderen Geräten im Modell verbinden, basierend auf einer Analyse der Anlagenumgebung, realen Positionen der vorhandenen Geräte und des neuen Geräts und Signalisierungsattributen der vorhandenen Geräte und des neuen Geräts.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren eines oder mehreres des Folgenden: (1) Anzeigen eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Geräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; (2) Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der einen Satz von Modellgeräten darstellt, die in einem Netzwerkmodell enthalten sind; (3) Erfassen einer Auswahl einer Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich; Berechnen einer oder mehrerer Signalstärken an einer realen Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Modellgeräten; (4) Berechnen einer oder mehrerer Signalstärken an einer realen Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Modellgeräten; und/oder (5) Erzeugen und Anzeigen einer vom Benutzer wählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten, die aus einer Vielzahl von potentiellen Modellgeräten ausgewählt werden, die an der Ansichtsbereichsposition platziert und dem Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, wobei die vom Benutzer wählbare Liste erzeugt wird basierend auf: (i) dem berechneten einen oder den berechneten mehreren Signalstärken an der realen Position; und (ii) drahtlosen Signalisierungsattributen der Vielzahl von potentiellen Geräten. Die berechnete eine oder die berechneten mehreren Signalstärken können berechnet werden basierend auf einer Analyse von: (i) der realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition; (ii) realen Positionen jedes Modellgeräts, das in dem Satz von Modellgeräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind; und (iii) drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Modellgeräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind.
In einer Ausführungsform umfasst ein System eines oder mehreres des Folgenden: (1) eine Benutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Benutzereingabekomponente; und/oder (2) einen oder mehrere Prozessoren, die mit der Benutzerschnittstelle verbunden sind. Die eine oder die mehreren Prozessoren können dazu konfiguriert sein, eines oder mehrere der Folgenden auszuführen: (1) Anzeigen, über die Anzeige, eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Mesh-Netzwerkmodellen von Mesh-Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Mesh-Netzwerke aufgenommen werden sollen; (2) Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; (3) Erfassen, über die Benutzereingabekomponente, einer Auswahl einer Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich; (4) Berechnen einer oder mehrerer Signalstärken an einer realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition für den Satz von Geräten basierend auf einer Analyse von: (i) der realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition; (ii) realen Positionen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Mesh-Netzwerk enthalten sind; und (iii) drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Mesh-Netzwerk enthalten sind; und/oder (5) Erzeugen und Anzeigen, über die Anzeige, einer vom Benutzer wählbaren Liste von vorgeschlagenen Geräten, die aus einer Vielzahl von potentiellen Geräten ausgewählt werden, die an der Ansichtsbereichsposition platziert und dem Mesh-Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, wobei die vom Benutzer wählbare Liste erzeugt wird basierend auf: (i) dem berechneten einen oder den berechneten mehreren Signalstärken an der realen Position; und (ii) drahtlosen Signalisierungsattributen der Vielzahl von potentiellen Geräten.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren eines oder mehreres des Folgenden: (1) Anzeigen eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; (2) Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; (3) Erfassen eines Zeigers, der eine Position eines Benutzers an einer ersten Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich darstellt; und/oder (4) dynamisches Anzeigen einer oder mehrerer Signalstärkeangaben, die eine oder mehrere Signalstärken für den Satz von Geräten relativ zum Zeiger darstellen. Das dynamische Anzeigen der einen oder mehreren Signalstärkeangaben kann eines oder mehrere der Folgenden umfassen: (i) Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer ersten realen Position, die der ersten Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Geräten; (ii) Anzeigen der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, sodass sie eine erste Eigenschaft besitzen, die die eine oder die mehreren Signalstärken an der ersten realen Position repräsentiert; (iii) Erfassen des Zeigers, der sich von der ersten Ansichtsbereichsposition zu einer zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt; (iv) Reagieren auf das Erfassen der Bewegung des Benutzerzeigerelements durch Neuberechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer zweiten realen Position entsprechend der zweiten Ansichtsbereichsposition; und/oder (v) Aktualisieren der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, um die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken anzuzeigen, wobei die aktualisierte eine oder aktualisierten mehreren Signalstärkeangaben eine zweite Eigenschaft aufweisen, die die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken an der zweiten realen Position repräsentiert.
In einer Ausführungsform umfasst ein System eines oder mehreres des Folgenden: (1) eine Benutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Benutzereingabekomponente; und/oder (2) einen oder mehrere Prozessoren, die mit der Benutzerschnittstelle verbunden sind. Die eine oder die mehreren Prozessoren können dazu konfiguriert sein, eines oder mehrere der Folgenden auszuführen: (1) Anzeigen, über die Anzeige, eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; (2) Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; (3) Erfassen, über die Benutzereingabekomponente, eines Zeigers, der eine Position eines Benutzers an einer ersten Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich darstellt; und/oder (4) dynamisches Anzeigen, über die Anzeige, einer oder mehrerer Signalstärkeangaben, die eine oder mehrere Signalstärken für den Satz von Geräten relativ zum Zeiger darstellen. Das Veranlassen des einen oder der mehreren Prozessoren, die eine oder die mehreren Signalstärkeangaben dynamisch anzuzeigen, kann beinhalten, den einen oder die mehreren Prozessoren zu veranlassen, einen oder mehrere der folgenden Betriebsvorgänge durchzuführen: (i) Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer ersten realen Position, die der ersten Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Geräten; (ii) Anzeigen der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, sodass sie eine erste Eigenschaft besitzen, die die eine oder die mehreren Signalstärken an der ersten realen Position repräsentiert; (iii) Erfassen des Zeigers, der sich von der ersten Ansichtsbereichsposition zu einer zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt; (iv) Reagieren auf das Erfassen der Bewegung des Benutzerzeigerelements durch Neuberechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer zweiten realen Position entsprechend der zweiten Ansichtsbereichsposition; und/oder (v) Aktualisieren der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, um die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken anzuzeigen, wobei die aktualisierte eine oder aktualisierten mehreren Signalstärkeangaben eine zweite Eigenschaft aufweisen, die die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken an der zweiten realen Position repräsentiert.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Netzwerks, das ein drahtloses E/A-Netzwerk umfasst, das über ein Netzwerkdesign-Tool gemäß den hierin beschriebenen Techniken entworfen und konfiguriert werden kann.
2 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Architektur des in 1 gezeigten Netzwerkdesign-Tools, die zum grafischen Entwerfen, Erzeugen oder Bearbeiten eines Netzwerkmodells verwendet werden kann, das zum Konfigurieren eines Netzwerks verwendet werden kann.
3 stellt ein interaktives Fenster dar, das einen Ansichtsbereich enthält, der durch das in 1 und 2 gezeigte Netzwerkdesign-Tool präsentiert werden kann, welches es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, welche Geräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle (z. B. über das Netzwerkdesign-Tool) einschließlich eines Ansichtsbereichs, der es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Geräte darstellen, und Verknüpfungen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen.
5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Bereitstellen (z. B. über das Netzwerkdesign-Tool) innerhalb einer Benutzerschnittstelle zum visuellen Entwerfen eines drahtlosen Modellnetzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, von Anzeigen oder Visualisierungen von Verknüpfungs- oder Signalstärken für Modellgeräte in dem Modellnetzwerk.
6 zeigt einen beispielhaften Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich zeigt, der durch das Netzwerkdesign-Tool präsentiert werden kann, wobei eine Verknüpfungsvisualisierung gezeigt wird, um eine Stärke einer potentiellen Verbindung zwischen (i) einem vorhandenen Modellgerät in einem Netzwerkmodell und (ii) einer aktuellen Position des Benutzerzeigers, wo ein neues Modellgerät hinzugefügt werden könnte, anzuzeigen.
7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Vorschlagen von Modellgeräten, die zu einem Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, und zum automatischen Verbinden neuer Modellgeräte mit anderen Modellgeräten, die in dem Netzwerkmodell enthalten sind.
8 zeigt einen beispielhaften Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich zeigt, der durch das Netzwerkdesign-Tool präsentiert werden kann, wobei ein Benutzer (dargestellt durch einen Zeiger) eine gewünschte Position für ein neues Modellgerät auswählt.
9 zeigt einen beispielhaften Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich zeigt, der durch das Netzwerkdesign-Tool präsentiert werden kann, wobei ein Benutzer (dargestellt durch einen Zeiger) eine gewünschte Position für ein neues Modellgerät auswählt.
10 ist ein Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich zeigt, der durch das Netzwerkdesign-Tool präsentiert werden kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die beschriebenen Verfahren und Systeme ermöglichen es Benutzern, ein drahtloses Netzwerkmodell eines Kommunikationsnetzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung einfach und schnell grafisch zu entwerfen. Insbesondere kann ein Netzwerkdesign-Tool eine interaktive Benutzerschnittstelle bereitstellen, die einen Ansichtsbereich umfasst, der es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Modelle von Geräten und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen. Das über das Tool entworfene Netzwerkmodell kann verwendet werden, um das Netzwerk, das es repräsentiert, zu konfigurieren.
Der Ansichtsbereich kann ein skaliertes Bild oder Layout der Anlage anzeigen, einschließlich Wände, Ausrüstung usw. Während die Benutzerschnittstelle eine Bibliothek von Symbolen oder Symbolen enthalten kann, die Modellnetzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die ein Benutzer auf den Ansichtsbereich ziehen kann, um das Netzwerkmodell zu entwerfen, kann die Benutzerschnittstelle auch darauf reagieren, dass ein Benutzer auf eine Position auf dem Ansichtsbereich (die eine reale Position darstellt) klickt (oder anderweitig damit interagiert), indem automatisch vorgeschlagen wird, ein oder mehrere Modellgeräte an der Position zu platzieren. Das Tool kann eine Karte oder ein Layout der Anlagenumgebung (z. B. Wände, Ausrüstung usw.), die Position vorhandener Geräte im Modell, die Signalisierungsattribute oder -stärken dieser Geräte, Netzwerkpräferenzen oder -beschränkungen oder die Signalisierungsattribute von potentiellen Geräten analysieren, um (aus dem potentiellen Gerät) eine Reihe von vorgeschlagenen Modellgeräten für den gewünschten Ort oder die gewünschte Position zu identifizieren. Eine oder mehrere der Netzwerkpräferenzen oder - beschränkungen können durch einen Benutzer einstellbar sein.
Zu beispielhaften Netzwerkgeräten, die dem Netzwerkmodell hinzugefügt werden können, zählen: drahtlose Zugangspunkte, Gateways, Router, Switches, drahtlose Computer/mobile Geräte, drahtlose Feldgeräte, drahtlose Adapter für drahtgebundene Feldgeräte usw.
Zu beispielhaften Netzwerkpräferenzen oder -beschränkungen zählen Netzwerktopologie (z. B. Mesh-Netzwerk, Stemnetzwerk usw.). Ein Mesh-Netzwerk ist eine Netzwerktopologie, in der sich die Knoten direkt, dynamisch und nicht hierarchisch mit möglichst vielen anderen Knoten verbinden und miteinander kooperieren, um Daten effizient von/zu Clients zu routen. Diese fehlende Abhängigkeit von einem Knoten ermöglicht es vielen Knoten, an der Informationsweitergabe teilzunehmen. Normalerweise organisieren und konfigurieren sich Mesh-Netzwerke dynamisch selbst, was den Installationsaufwand reduzieren kann. Die Fähigkeit zur Selbstkonfiguration ermöglicht eine dynamische Verteilung von Arbeitslasten, insbesondere für den Fall, dass einige Knoten ausfallen sollten. Dies trägt wiederum zu Fehlertoleranz und reduzierten Wartungskosten bei. Ein Sternnetzwerk ist eine Spoke-Hub-Verteilungstopologie. In einem Sternnetzwerk ist jeder Host mit einem zentralen Hub verbunden. In seiner einfachsten Form fungiert ein zentraler Hub als Kanal zur Übertragung von Nachrichten. In einigen Fällen kann eine Reihe von Sternnetzwerken miteinander verbunden sein, um ein einzelnes Netzwerk auszubilden.
In jedem Fall kann der Benutzer, nachdem dem Benutzer Modellgeräte vorgeschlagen wurden, aus der Liste der vorgeschlagenen Modellgeräte auswählen, wodurch der Ansichtsbereich und das Netzwerkmodell entsprechend aktualisiert werden. Falls gewünscht, bevor der Benutzer eine gewünschte Position oder ein gewünschtes Gerät auswählt, kann das Tool basierend auf der Position des Benutzers auf dem Ansichtsbereich (z. B. basierend auf der Cursor- oder Punktposition des Benutzers) automatisch und dynamisch Hinweise oder Visualisierungen der Stärke von potentiellen Kommunikationsverbindungen anzeigen, die eingerichtet werden können, um ein neues Modellgerät mit dem gezeigten Netzwerk zu verbinden. Nachdem ein Benutzer ein neues Modellgerät auswählt, das dem Netzwerkmodell hinzugefügt werden soll, kann das Tool automatisch die Modellgeräte, die bereits im Modellnetz enthalten sind, und das neue Modellgerät (z. B. Signalisierungsattribute, reale Positionen usw.), ein Anlagenlayout (z. B. mit Hindernissen, wie etwa Ausrüstung und Wänden) oder Netzwerkpräferenzen oder -beschränkungen analysieren und kann das neue Modellgerät basierend auf der Analyse automatisch mit einem oder mehreren der bestehenden Modellgeräte verbinden.
Das Modellnetzwerk und die Geräte können relevante Konfigurationsinformationen enthalten, die schließlich auf die Netzwerkgeräte heruntergeladen werden können, die durch das Netzwerkmodell oder den oder die Netzwerkmanager repräsentiert werden, die für die Konfiguration und Verwaltung der Netzwerkgeräte verantwortlich sind. Die Konfigurationsinformationen können Routing- und Planungsinformationen, Nachbarinformationen usw. umfassen. Diese Konfigurationsinformationen können basierend auf Standardwerten oder Informationen erzeugt werden, die bereitgestellt werden, während der Benutzer das Netzwerkdesign-Tool verwendet.
Nachdem ein Modellnetzwerk erstellt oder bearbeitet wurde, kann ein Netzwerk entsprechend konfiguriert werden. Beispielsweise können physische Geräte in der Anlage an Standorten installiert werden, die den Standorten der Modellgeräte im Netzwerkmodell entsprechen, und eines oder mehrere der Netzwerkgeräte (z. B. Gateways, Zugangspunkte, Router usw.) oder Netzwerkmanagergeräte können mit den im Netzwerkmodell gespeicherten Konfigurationsinformationen aktualisiert werden, sodass das Netzwerk wie geplant funktioniert. Die relevanten Konfigurationsdaten können direkt auf die Netzwerkgeräte heruntergeladen werden oder können über einen Netzwerkmanager heruntergeladen werden, der verschiedene Aspekte des Netzwerks „verwaltet“ (z. B. die Zuweisung von Zeitschlitzen für die Kommunikation).
I. Ein Beispielnetzwerk
1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines beispielhaften Netzwerks 10, das ein drahtloses E/A-Netzwerk 14 umfasst, das über ein Netzwerkdesign-Tool 45 gemäß den hierin beschriebenen Techniken entworfen und konfiguriert werden kann. Das drahtlose E/A-Netzwerk 14 kann gemäß Protokollen für E/A-Netzwerke in Prozessanlagen arbeiten, wie beispielsweise drahtloses HART.
Zusätzlich zu dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 kann das Netzwerk 10 ein Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 beinhalten, das eine oder mehrere stationäre Arbeitsstationen 16 und eine oder mehrere tragbare Arbeitsstationen 18 beinhalten kann, die über ein Kommunikations-Backbone 20 verbunden sind. Der Backbone 20 kann über Ethernet, RS-485, Profibus DP oder ein anderes geeignetes Kommunikationsprotokoll implementiert werden. Das Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 und das drahtlose E/A-Netzwerk 14 können über ein Gateway 22 verbunden sein. Insbesondere kann das Gateway 22 drahtgebunden mit dem Backbone 20 verbunden sein und mit dem Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten bekannten Protokolls kommunizieren. Das Gateway 22 kann als eigenständiges Gerät, als Karte, die in einen Erweiterungssteckplatz der Hosts oder Workstations 16 oder 18 einsteckbar ist, oder als Teil des E/A-Subsystems eines SPS-basierten oder DCS-basierten Systems oder auf beliebige andere Weise implementiert werden. Das Gateway 22 bietet Anwendungen, die auf dem Netzwerk 12 ausgeführt werden, Zugriff auf verschiedene Geräte des drahtlosen E/A-Netzwerks 14. Zusätzlich zur Protokoll- und Befehlskonvertierung kann das Gateway 22 eine synchronisierte Taktung bereitstellen, die von Zeitschlitzen und Superframes (Sätzen von Kommunikationszeitschlitzen mit gleichen zeitlichen Abständen) des Planungsschemas des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 verwendet wird.
Allgemein kann ein „Superframe“ als eine Ansammlung von Zeitschlitzen verstanden werden, die sich zeitlich wiederholen. Die Anzahl der Schlitze in einem bestimmten Superframe (Superframe-Größe) bestimmt, wie oft sich jeder Schlitz wiederholt, wodurch ein Kommunikationsplan für Netzwerkgeräte festgelegt wird, die die Schlitze verwenden. Jeder Superframe kann einem bestimmten Graphidentifizierer zugeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerk 14 mehrere gleichzeitige Superframes unterschiedlicher Größe enthalten. Darüber hinaus kann ein Superframe mehrere Funkkanäle oder Funkfrequenzen enthalten.
Auf jeden Fall können die Netzwerke 10/12/14 in einigen Situationen mehr als ein Gateway 22 aufweisen. Diese mehreren Gateways können verwendet werden, um den effektiven Durchsatz und die Zuverlässigkeit des Netzwerks zu verbessern, indem zusätzliche Bandbreite für die Kommunikation zwischen dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 und dem Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 oder der Außenwelt bereitgestellt wird. Andererseits kann das Gateway (22)-Gerät Bandbreite von dem geeigneten Netzwerkdienst gemäß den Gateway-Kommunikationsanforderungen innerhalb des drahtlosen HART-Netzwerks anfordern. Das Gateway 22 kann ferner die erforderliche Bandbreite neu bewerten, während das System in Betrieb ist. Zum Beispiel kann das Gateway 22 eine Anfrage von einem Host empfangen, der sich außerhalb des drahtlosen I/O-Netzwerks 14 befindet, um eine große Datenmenge abzurufen. Das Gateway-Gerät 22 kann dann zusätzliche Bandbreite von einem dedizierten Dienst wie einem Netzwerkmanager anfordern, um diese Transaktion unterzubringen. Das Gateway 22 kann dann nach Abschluss der Transaktion die Freigabe der unnötigen Bandbreite anfordern.
In einigen Ausführungsformen ist das Gateway 22 funktional in ein virtuelles Gateway 24 und einen oder mehrere Netzwerkzugangspunkte 25 unterteilt. Im Allgemeinen ist ein „Zugangspunkt“ ein Gerät, das drahtgebundenen Verkehr (z. B. Pakete) in drahtlosen Verkehr umwandelt und umgekehrt. Es kann als Knoten zwischen einem drahtgebundenen Netzwerk oder Unternetzwerk und einem drahtlosen Netzwerk oder Unternetzwerk betrachtet werden.
Netzwerkzugangspunkte 25 können separate physische Geräte in drahtgebundener Kommunikation mit dem Gateway 22 sein, um die Bandbreite und die Gesamtzuverlässigkeit des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 zu erhöhen. Während jedoch 1 eine drahtgebundene Verbindung 26 zwischen dem physisch getrennten Gateway 22 und den Zugangspunkten 25 darstellt, versteht es sich, dass die Elemente 22-26 auch als ein integriertes Gerät bereitgestellt werden können. Da die Netzwerkzugangspunkte 25 physisch von dem Gateway-Gerät 22 getrennt sein können, können die Zugangspunkte 25 strategisch an mehreren unterschiedlichen Standorten platziert werden. Zusätzlich zur Erhöhung der Bandbreite können mehrere Zugangspunkte 25 die Gesamtzuverlässigkeit des Netzwerks erhöhen, indem sie eine potentiell schlechte Signalqualität an einem Zugangspunkt an einem oder mehreren anderen Zugangspunkten kompensieren. Die Verfügbarkeit mehrerer Zugangspunkte 25 bietet ferner Redundanz im Falle eines Ausfalls an einem oder mehreren der Zugangspunkte 25. Beachten Sie, dass während der Entwurfsphase für das Netzwerk 14 das Tool 45 vorschlagen kann, dass Modellzugangspunkte, die die Zugangspunkte 25 darstellen, zu einem Netzwerkmodell hinzugefügt werden (z. B. wenn der Benutzer einen gewünschten Standort am oder nahe dem Ende der Reichweite anderer Geräte im Netzwerk ausgewählt hat). Wenn ein Benutzer beispielsweise ein Modellgerät an einem Standort außerhalb der Reichweite anderer Geräte im Modellnetzwerk platziert, kann das Tool 45 automatisch einen oder mehrere Modellzugangspunkte zwischen dem neuen Gerät und den anderen Geräten in der Modellreihenfolge platzieren, um die Reichweite zu erweitern und den Anschluss des neuen Geräts an das Netzwerk erleichtern.
Das Gateway-Gerät 22 kann zusätzlich ein Netzwerkmanager-Softwaremodul 27 und ein Sicherheitsmanager-Softwaremodul 28 enthalten. In einer anderen Ausführungsform können der Netzwerkmanager 27 und/oder der Sicherheitsmanager 28 auf einem der Hosts im Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Netzwerkmanager 27 auf dem Host 16 ausgeführt werden und der Sicherheitsmanager 28 kann auf dem Host 18 ausgeführt werden. Der Netzwerkmanager 27 kann für die Konfiguration des Netzwerks, das Planen der Kommunikation zwischen drahtlosen HART-Geräten (z. B. das Konfigurieren von Superframes), die Verwaltung der Routing-Tabellen und das Überwachen und Melden des Zustands des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 verantwortlich sein. Obwohl redundante Netzwerkmanager 27 unterstützt werden, wird in Betracht gezogen, dass es nur einen aktiven Netzwerkmanager 27 pro drahtlosem E/A-Netzwerk 14 geben sollte.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 kann das drahtlose E/A-Netzwerk 14 ein oder mehrere Feldgeräte 30-40 beinhalten. Im Allgemeinen umfassen Prozessleitsysteme, wie sie in Chemie-, Erdöl- oder anderen Prozessanlagen verwendet werden, Feldgeräte wie Ventile, Stellungsregler, Schalter, Sensoren (z. B. Temperatur-, Druck- und Durchflusssensoren), Pumpen, Lüfter usw. Feldgeräte führen Steuerungsfunktionen innerhalb des Prozesses aus, wie das Öffnen oder Schließen von Ventilen und das Messen von Prozessparametern. In dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 können die Feldgeräte 30-40 Erzeuger und Verbraucher von drahtlosen HART-Paketen sein. Das Tool 45 kann Modelle von drahtlosen Feldgeräten vorschlagen, wenn ein Benutzer ein Netzwerk wie das Netzwerk 14 entwirft, und der Benutzer kann Symbole der Modellfeldgeräte zu einem vom Tool 45 bereitgestellten Ansichtsbereich hinzufügen, um die Modellfeldgeräte zu einem Modellnetzwerk hinzuzufügen.
Ein externer Host 41 kann mit einem Netzwerk 43 verbunden sein, das wiederum über einen Router 44 mit dem Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 verbunden sein kann. Im Allgemeinen ist ein „Router“ ein Gerät, das Datenpakete entlang von Netzwerken weiterleitet und mit mindestens zwei Netzwerken verbunden ist, üblicherweise zwei LANs, WANs oder einem LAN und dem Netzwerk seines ISPs. Router können sich an einem „Gateway“ befinden, an dem sich zwei oder mehr Netzwerke verbinden. Normalerweise verwenden Router Header und Weiterleitungstabellen, um Pfade zum Weiterleiten von Paketen zu bestimmen, und verwenden Protokolle, um miteinander zu kommunizieren, um eine Route zwischen Hosts zu konfigurieren. Dies steht im Gegensatz zu einem Netzwerk-Switch, der typischerweise Verkehr an einen nächsten Knoten weiterleitet, ohne unbedingt das endgültige Ziel des Verkehrs oder den Weg des Verkehrs zum endgültigen Ziel zu kennen.
In jedem Fall kann das Netzwerk 43 beispielsweise das World Wide Web (WWW) sein. Obwohl der externe Host 41 weder zum Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 noch zum drahtlosen E/A-Netzwerk 14 gehört, kann der externe Host 41 über den Router 44 auf Geräte in beiden Netzwerken zugreifen. Falls gewünscht, kann sich das Netzwerkdesign-Tool 45 auf dem externen Host 41 befinden und darauf ausgeführt werden und die drahtlose Netzwerkkonfiguration und Simulationsfunktionalität bereitstellen, die nachfolgend ausführlicher erörtert werden. Alternativ kann das Netzwerkdesign-Tool 45 auf der stationären Workstation 16, auf der tragbaren Workstation 18 (die ein Laptop oder Tablet sein kann, das für die Berührungseingabe konfiguriert sein kann) oder auf einem tragbaren Gerät ausgeführt werden, das direkt mit dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerkdesign-Tool 45 verteilt auf mehreren Hosts des Netzwerks 10 ausgeführt werden. In noch einer anderen Ausführungsform kann das Netzwerkdesign-Tool 45 auf einem eigenständigen Host 47 ausgeführt werden und daher keinen oder nur periodischen Zugriff auf entweder das Netzwerk 12 oder das Netzwerk 14 haben. In diesem Fall können die Feedback-Informationen bezüglich der Leistung des drahtlosen Netzwerks 14 mittels des Hosts 47 manuell in das Netzwerkdesign-Tool 45 eingegeben werden.
Das Netzwerkdesign-Tool 45 kann als ein Softwarepaket implementiert werden, das eine oder mehrere Programmiersprachen wie beispielsweise C/C++, C#, WPF oder JAVA verwendet. Die Software des Netzwerkdesign-Tools 45 kann auf herkömmliche Weise auf einem oder mehreren Hosts 16, 18, 41 oder 47 gespeichert sein. Alternativ kann das Netzwerkdesign-Tool 45 auf einer tragbaren Speicherplatte, wie beispielsweise einer CD oder DVD, bereitgestellt und während des Betriebs in den flüchtigen Speicher eines Computerhosts geladen werden. Zum Beispiel können einige oder alle der Hosts 16, 18, 41 und 47 Festplatten und Flash-Laufwerke beinhalten, die Software dauerhaft speichern können, und CD- und DVD-Laufwerke, die mit einer CD oder DVD kompatibel sind, die das Netzwerkdesign-Tool 45 enthält. In einer anderen Ausführungsform kann das Netzwerkdesign-Tool 45 als dezentraler Webdienst oder als Software bereitgestellt werden, die entfernt ausgeführt wird und über das Internet oder Intranet zugänglich ist. Zum Beispiel kann der entfernte Host 41 einige der Softwarekomponenten des Netzwerkdesign-Tools 45 enthalten, während die Workstation 16 den Bedienern eine Benutzerschnittstelle über eine Tastatur, eine Maus, einen Computerbildschirm und ähnliche Eingabe-/Ausgabegeräte bereitstellen kann. Gemäß dieser Ausführungsform können Bediener auf einige oder alle Merkmale des Netzwerkdesign-Tools 45 zugreifen und von ihnen profitieren, aber die Software des Netzwerkdesign-Tools 45 kann aus Sicherheits- oder Urheberrechtsgründen entfernt untergebracht sein.
Das drahtlose E/A-Netzwerk 14 kann ein Protokoll verwenden, wie beispielsweise drahtloses HART, das eine ähnliche Betriebsleistung bereitstellt, die bei drahtgebundenen HART-Geräten erfahren wird. Die Anwendungen dieses Protokolls können die Überwachung von Prozessdaten, die Überwachung kritischer Daten (mit den strengeren Leistungsanforderungen), Kalibrierung, Gerätestatus- und Diagnoseüberwachung, Fehlersuche bei Feldgeräten, Inbetriebnahme und Überwachungsprozesssteuerung enthalten. Diese Anwendungen erfordern, dass das drahtlose E/A-Netzwerk 14 ein Protokoll verwendet, welches bei Bedarf schnelle Updates bereitstellen, bei Bedarf große Datenmengen verschieben und Netzwerkgeräte unterstützen kann, die nur vorübergehend für Inbetriebnahme- und Wartungsarbeiten an das drahtlose E/A-Netzwerk 14 angeschlossen werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 können die Feldgeräte 30-36 drahtlose HART-Geräte sein. Mit anderen Worten, ein Feldgerät 30, 32, 34 oder 36 kann als integrierte Einheit bereitgestellt werden, die alle Schichten des drahtlosen HART-Protokollstapels unterstützt. In dem Netzwerk 10 kann das Feldgerät 30 ein drahtloser HART-Durchflussmesser sein, die Feldgeräte 32 können drahtlose HART-Drucksensoren sein, das Feldgerät 34 kann ein drahtloser HART-Ventilpositionierer sein und das Feldgerät 36 kann ein drahtloser HART-Drucksensor sein. Wichtig ist, dass die drahtlosen HART-Geräte 30-36 HART-Geräte sind, die alles unterstützen, was Benutzer von dem drahtgebundenen HART-Protokoll erwarten. In einigen Ausführungsformen enthalten alle drahtlosen HART-Geräte obligatorische Kernfähigkeiten, um zu ermöglichen, dass äquivalente Gerätetypen ausgetauscht werden, ohne den Systembetrieb zu beeinträchtigen. Darüber hinaus ist das drahtlose HART-Protokoll abwärtskompatibel zur HART-Kerntechnologie, wie etwa DDL (device description language). In einer Ausführungsform sollten alle HART-Geräte die DDL unterstützen, wodurch sichergestellt wird, dass Endbenutzer sofort über die Tools verfügen, um mit der Verwendung des drahtlosen HART-Protokolls zu beginnen.
Andererseits kann ein Feldgerät 38 ein 4-20-mA-Legacy-Gerät sein und ein Feldgerät 40 kann ein drahtgebundenes HART-Gerät sein. Die Feldgeräte 38 und 40 können über einen drahtlosen HART-Adapter (WHA) 50 mit dem drahtlosen HART-Netzwerk 13 verbunden sein. Darüber hinaus kann die WHA 50 andere Kommunikationsprotokolle, wie etwa Foundation Fieldbus, PROFIBUS, DevicesNet usw. unterstützen. In diesen Ausführungsformen unterstützt die WHA 50 die Protokollübersetzung auf einer unteren Schicht des Protokollstapels. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass ein einzelner WHA 50 auch als Multiplexer fungieren und mehrere HART- oder Nicht-HART-Geräte unterstützen kann.
Das Anlagenpersonal kann zusätzlich tragbare Geräte für die Installation, Steuerung, Überwachung und Wartung von Netzwerkgeräten verwenden. Im Allgemeinen sind tragbare Geräte tragbare Geräte, die sich direkt mit dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 oder über das Gateway 22 als Host im Anlagenautomatisierungsnetzwerk 12 verbinden können. Wie in 1 veranschaulicht, kommuniziert ein über drahtloses HART verbundenes Handgerät 55 direkt mit dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14. Beim Betrieb mit einem ausgebildeten drahtlosen E/A-Netzwerk 14 kann dieses Gerät dem Netzwerk 14 als nur ein weiteres drahtloses HART-Feldgerät beitreten. Beim Betrieb mit einem Zielnetzwerkgerät, das nicht mit einem drahtlosen HART-Netzwerk verbunden ist, kann das Handgerät 55 als eine Kombination aus dem Gateway-Gerät 22 und dem Netzwerkmanager 27 arbeiten, indem es sein eigenes drahtloses HART-Netzwerk mit dem Zielnetzwerkgerät ausbildet.
Ein mit einem Anlagenautomatisierungsnetz verbundenes Handgerät (nicht gezeigt) verbindet sich mit dem Anlagenautomatisierungsnetz 12 über eine bekannte Netzwerktechnologie, wie etwa Wi-Fi. Dieses Gerät kommuniziert mit den Netzwerkgeräten 30-40 über das Gateway-Gerät 22 auf dieselbe Weise wie externe Anlagenautomatisierungsserver (nicht gezeigt) oder die Workstations 16 und 18.
Darüber hinaus kann das drahtlose E/A-Netzwerk 14 ein Router-Gerät 60 beinhalten, das über das Tool 45 zu einem Modell des Netzwerks 14 hinzugefügt werden kann. Das Router-Gerät 60 ist ein Netzwerkgerät, das Pakete von einem Netzwerkgerät zu einem anderen weiterleitet. Ein Netzwerkgerät, das als Router-Gerät fungiert, verwendet interne Routing-Tabellen, um zu entscheiden, an welches Netzwerkgerät es ein bestimmtes Paket weiterleiten soll. Eigenständige Router, wie der Router 60, sind möglicherweise in solchen Ausführungsformen nicht erforderlich, bei denen alle Geräte in dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 das Routing unterstützen. Es kann jedoch von Vorteil sein, einen dedizierten Router 60 zum Netzwerk hinzuzufügen (z. B. um das Netzwerk zu erweitern oder die Leistung eines Feldgeräts im Netzwerk einzusparen). Während der Entwurfsphase kann das Tool 45 vorschlagen, einen Modellrouter, der den Router 60 repräsentiert, zu einem Modellnetzwerk hinzuzufügen, oder kann einen solchen Modellrouter automatisch hinzufügen (z. B. als Zwischenknoten, wenn ein Benutzer ein Gerät platziert, das sich ansonsten außerhalb der Reichweite anderer Geräte im Netzwerk befindet).
Alle Geräte, die direkt mit dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 verbunden sind, können als Netzwerkgeräte bezeichnet werden. Insbesondere die drahtlosen HART-Feldgeräte 30-36, die Adapter 50, die Router 60, das Gateway 22, die Zugangspunkte 25 und das mit drahtlosem HART verbundene Handgerät 55 sind zum Zwecke des Routings und der Planung die Netzwerkgeräte oder die Knoten des drahtlosen I/O-Netzwerks 14. Modelle von jedem dieser Netzwerkgeräte können über das Tool 45 zu einem Modell des Netzwerks 14 hinzugefügt werden.
Um ein sehr robustes und leicht erweiterbares Netzwerk bereitzustellen, wird erwogen, dass alle Netzwerkgeräte Routing unterstützen können und jedes Netzwerkgerät global durch seine HART-Adresse identifiziert werden kann. Der Netzwerkmanager 27 kann eine vollständige Liste von Netzwerkgeräten enthalten (z. B. in Form von Modellgeräten in einem Netzwerkmodell) und kann jedem Gerät einen kurzen, im Netzwerk eindeutigen 16-Bit-Spitznamen zuweisen. Darüber hinaus kann jedes Netzwerkgerät Informationen in Bezug auf Aktualisierungsraten, Verbindungssitzungen und Geräteressourcen speichern. Kurz gesagt, jedes Netzwerkgerät verwaltet aktuelle Informationen in Bezug auf Routing und Planung. Diese Routing-/Planungsinformationen können von einem Modell des Netzwerks und der Geräte, das über das Tool 45 erstellt wird, auf die Geräte heruntergeladen werden. Das heißt, diese Informationen können gespeichert werden, um während der Entwurfsphase erstellte Netze und Geräte zu modellieren, und können dann auf die relevanten Geräte heruntergeladen werden, um das entworfene Netz zu implementieren. Der Netzwerkmanager 27 kann relevante Routing- und Planungsinformationen an Netzwerkgeräte übertragen, wenn neue Geräte dem Netzwerk beitreten oder wenn der Netzwerkmanager eine Änderung in der Topologie oder Planung des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 erkennt oder verursacht.
Ferner kann jedes Netzwerkgerät „Nachbarinformationen“ speichern und verwalten, einschließlich einer Liste von Nachbargeräten, die das Netzwerkgerät während der Abhörvorgänge identifiziert hat. Allgemein gesagt ist ein Nachbar eines Netzwerkgeräts ein anderes Netzwerkgerät eines beliebigen Typs, das potentiell in der Lage ist, eine Verbindung mit dem Netzwerkgerät gemäß den von einem entsprechenden Netzwerk auferlegten Standards aufzubauen. Im Fall des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 ist die Verbindung eine drahtlose Verbindung. Es versteht sich jedoch, dass ein benachbartes Gerät auch ein Netzwerkgerät sein kann, das drahtgebunden mit dem bestimmten Gerät verbunden ist. Wie später erörtert wird, fördern Netzwerkgeräte ihre Entdeckung durch andere Netzwerkgeräte durch Werbung oder spezielle Nachrichten, die während der festgelegten Zeitschlitze ausgesendet werden. Netzgeräte, die operativ mit dem drahtlosen E/A-Netz 14 verbunden sind, haben einen oder mehrere Nachbarn, die sie entsprechend der Stärke des Werbesignals oder nach einem anderen Prinzip auswählen können. Unter erneuter Bezugnahme auf 1 erkennt in einem Paar von Netzwerkgeräten, die durch eine direkte drahtlose Verbindung 65 verbunden sind, jedes Gerät das andere als Nachbarn. Somit können Netzwerkgeräte des drahtlosen E/A-Netzwerks 14 eine große Anzahl von Verbindungen 65 ausbilden. Die Möglichkeit und Erwünschtheit des Herstellens einer direkten drahtlosen Verbindung 65 zwischen zwei Netzwerkgeräten wird durch mehrere Faktoren bestimmt, wie z. B. die physische Entfernung zwischen den Knoten, Hindernisse zwischen den Knoten, Signalstärke an jedem der beiden Knoten usw. Das Tool 45 kann ein Modell des Netzwerks 14, das einen oder mehrere dieser Faktoren berücksichtigt (z. B. Entfernung zwischen Knoten, Hindernisse wie Wände oder Ausrüstung, Signalstärke von Knoten), wenn Geräte zum Hinzufügen zu einem Modell vorgeschlagen werden, wenn Verknüpfungen oder potentielle Verknüpfungen zwischen bestehenden Knoten und einem potentiellen neuen Knoten visualisiert werden und/oder beim automatischen Aufbauen von Verbindungen im Modell (und/oder Zwischenknoten), wenn ein Benutzer ein neues Gerätemodell zum Netzwerkmodell hinzufügt.
Ferner können zwei oder mehr direkte drahtlose Verbindungen 65 Pfade zwischen Knoten ausbilden, die keine direkte drahtlose Verbindung 65 ausbilden können. Zum Beispiel bildet die direkte drahtlose Verbindung 65 zwischen dem drahtlosen HART-Handgerät 55 und dem drahtlosen HART-Gerät 36 zusammen mit der zweiten direkten drahtlosen Verbindung 65 zwischen dem drahtlosen HART-Gerät 36 und dem Router 60 einen Kommunikationspfad zwischen den Geräten 55 und 60 (der Knoten 36 kann als Zwischenknoten zwischen den Knoten 55 und 60 betrachtet werden).
Jede drahtlose Verbindung oder Verbindung 65 ist durch einen großen Satz von Parametern in Bezug auf die Übertragungsfrequenz, das Verfahren des Zugriffs auf die Funkressource usw. gekennzeichnet. Durchschnittsfachleute erkennen, dass im Allgemeinen drahtlose Kommunikationsprotokolle auf bestimmten Frequenzen betrieben werden können, wie zugewiesen von der Federal Communications Commission (FCC) in den Vereinigten Staaten, oder im nicht lizenzierten Teil des Funkspektrums (2,4 GHz). Während das hierin erörterte System und Verfahren auf ein drahtloses Netzwerk angewendet werden kann, das auf einer bestimmten Frequenz oder einem bestimmten Frequenzbereich betrieben wird, bezieht sich die nachfolgend erörterte Ausführungsform auf das drahtlose E/A-Netzwerk 14, das im nicht lizenzierten oder gemeinsam genutzten Teil des Funkspektrums betrieben wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann das drahtlose E/A-Netzwerk 14 leicht aktiviert und angepasst werden, um nach Bedarf in einem bestimmten unlizenzierten Frequenzbereich betrieben zu werden.
Wie angemerkt, ist in einer Ausführungsform das Protokoll, das das drahtlose E/A-Netzwerk 14 unterstützt, ein drahtloses HART-Protokoll. Genauer gesagt kann jede der direkten drahtlosen Verbindungen 65 Daten gemäß den physischen und logischen Anforderungen des drahtlosen HART-Protokolls übertragen. Das drahtlose HART-Protokoll kann eine sichere, drahtlose Mesh-Netzwerktechnologie sein, die im 2,4-GHz-ISM-Funkband betrieben wird. In einer Ausführungsform kann das drahtlose HART-Protokoll IEEE 802.15.4b-kompatible Direktsequenz-Spreizspektrum (DSSS)-Funkgeräte mit Kanalspringen auf Transaktionsbasis verwenden. Diese drahtlose HART-Kommunikation kann unter Verwendung von Zeitmultiplexzugriff oder Time Division Multiple Access (TDMA) entschieden werden, um die Verbindungsaktivität zu planen. Alle Kommunikationen werden vorzugsweise innerhalb eines bestimmten Zeitschlitzes durchgeführt. Ein oder mehrere Quell- und ein oder mehrere Zielgeräte können so geplant werden, dass sie in einem bestimmten Schlitz kommunizieren, und jeder Schlitz kann der Kommunikation von einem einzelnen Quellgerät oder einem CSMA/CAähnlichen gemeinsamen Kommunikationszugriffsmodus zwischen mehreren Quellgeräten gewidmet sein. Quellgeräte können Nachrichten an bestimmte Zielgeräte senden oder Nachrichten an alle dem Schlitz zugewiesenen Zielgeräte ausstrahlen.
Um die Zuverlässigkeit zu verbessern, kann das drahtlose HART-Protokoll TDMA mit einem Verfahren zum Zuordnen mehrerer Funkfrequenzen zu einer einzelnen Kommunikationsressource oder zum Kanalspringen kombinieren. Das Kanalspringen bietet eine Frequenzdiversität, die Interferenzen minimiert und Mehrweg-Fading-Effekte reduziert. Darüber hinaus kann das drahtlose HART-Protokoll ein zusätzliches Merkmal der Kanal-Blacklisting bieten oder die Verwendung bestimmter Kanäle im Funkband durch die Netzwerkgeräte einschränken. Der Netzwerkmanager 27 kann einen Funkkanal als Reaktion auf das Erkennen übermäßiger Störungen oder anderer Probleme auf dem Kanal auf die Blacklist setzen. Ferner können Bediener oder Netzwerkadministratoren Kanäle auf eine Blacklist setzen, um einen drahtlosen Dienst zu schützen, der einen festen Teil des Funkbands verwendet, der ansonsten mit dem drahtlosen E/A-Netzwerk 14 geteilt werden würde.
In einer Ausführungsform ist der Netzwerkmanager 27 verantwortlich für die Zuordnung, Zuweisung und Anpassung von Zeitschlitzressourcen für das Netzwerk 14, basierend zumindest teilweise auf einem Netzwerkmodell, das über das Tool 45 erzeugt wurde.
Das eine oder die mehreren vom E/A-Netzwerk 14 verwendeten Protokolle können sitzungsbasierte Kommunikationen zwischen Netzwerkgeräten bereitstellen. Die End-to-End-Kommunikation kann auf der Netzwerkschicht durch Sitzungen verwaltet werden. Ein Netzwerkgerät kann mehr als eine Sitzung aufweisen, die für ein bestimmtes Peer-Netzwerkgerät definiert ist. Es wird erwogen, dass in einigen Ausführungsformen fast alle Netzwerkgeräte mindestens zwei Sitzungen aufweisen können, die mit dem Netzwerkmanager 27 eingerichtet sind: eine für die paarweise Kommunikation und eine für die Netzwerk-Broadcast-Kommunikation vom Netzwerkmanager 27. Ferner können alle Netzwerkgeräte einen Gateway-Sitzungsschlüssel aufweisen. Die Sitzungen können durch die ihnen zugewiesenen Netzwerkgeräteadressen unterschieden werden. Jedes Netzwerkgerät kann Sicherheitsinformationen (Verschlüsselungsschlüssel, Nonce-Zähler) und Transportinformationen (zuverlässige Transportsequenznummern, Wiederholungszähler usw.) für jede Sitzung verfolgen, an der das Gerät teilnimmt.
Wieder bezogen auf das Netzwerkdesign-Tool 45 sollte beachtet werden, dass es während der Designphase wichtig ist, den Standort der Netzwerkgeräte zu berücksichtigen, die für Hindernisse wie Geräte und Wände relevant sind, damit sich das drahtlose Netzwerk 14 in effizient und zuverlässig etablieren kann. In einigen Fällen kann es erforderlich sein, Router 60 an Standorten hinzuzufügen, an denen Anlagenausrüstung eine drahtlose Verbindung blockieren oder ernsthaft beeinträchtigen könnte. Das Netzwerktool 45 kann eine Karte oder ein Layout der Anlagenumgebung analysieren, um problematische Standorte zu identifizieren und geeignete Geräte vorzuschlagen, um Störungen oder Blockierungen abzuschwächen, die ansonsten auftreten könnten, wenn ein Benutzer angibt, dass er ein Netzwerkgerät an einem bestimmten Standort platzieren möchte, und/oder um bei Bedarf automatisch Zwischengeräte hinzuzufügen (z. B. wenn ein Hindernis ein oder mehrere Signale von bestehenden Geräten daran hindert, den Standort zu erreichen).
Selbst wenn die meisten physischen Hindernisse während der Entwurfsphase berücksichtigt werden, kann es in jedem Fall wünschenswert sein, dass das drahtlose Netzwerk 14 selbstheilend ist. Zu diesem Zweck kann das drahtlose Netzwerk 14 redundante Pfade und Zeitpläne aufweisen, sodass als Reaktion auf das Erkennen eines Ausfalls einer oder mehrerer direkter drahtloser Verbindungen 65 die Geräte in dem Netzwerk 14 Daten über eine alternative Route routen können. Das Tool 45 kann solche redundanten Pfade und Zeitpläne automatisch definieren oder einrichten, während der Benutzer das Netzwerk entwirft, was die Arbeit des Sicherstellens der Redundanz für den Designer erleichtert. In einigen Fällen kann das Tool 45 so konfiguriert sein, dass es automatisch Modellgeräte und Kommunikationsverbindungen auf eine Weise hinzufügt, die Engstellen verhindert (z. B. wobei eine einzelne Verbindung einen Teil des Netzwerks mit einem anderen Teil des Netzwerks verbindet und daher einen Ausfallpunkt darstellt).
II. Ein Beispiel für ein Netzwerkdesign-Tool
2 stellt eine beispielhafte Architektur des Netzwerkdesign-Tools 45 dar, die verwendet werden kann, um ein Netzwerkmodell 324 (das einem oder mehreren der in 1 gezeigten Netzwerke 10, 12 oder 14 ähnlich sein kann) grafisch zu entwerfen, zu erzeugen oder zu bearbeiten. Das Tool 45 kann eine Routine oder ein Satz von Anweisungen sein (z. B. gespeichert in einem Speicher eines der Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55), die von einem oder mehreren Prozessoren (z. B. von einem oder mehreren der Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55) ausgeführt werden können, um ein Gerät (z. B. eines der Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55) zu veranlassen, die hierin beschriebene Funktionalität zu implementieren.
Das Tool 45 kann eine Engine 300 enthalten, die die Tool-Logik zum Anzeigen einer Benutzerschnittstelle enthält, die Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen ermöglicht, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Geräte und Verbindungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen. Die Engine 300 kann Logik implementieren, um die hierin beschriebenen Techniken bereitzustellen, die sich auf den automatischen Gerätevorschlag, die Verknüpfungsvisualisierung und die automatische Netzwerkverbindungsfunktionalität beziehen (z. B. wobei, wenn ein Benutzer ein neues Gerätemodell zu einem vom Tool 45 bereitgestellten Ansichtsbereich hinzufügt, das Tool 45 automatisch Verbindungen zu bestehenden Knoten herstellt und/oder eventuell notwendige oder bevorzugte Zwischenknoten hinzufügt).
Das Tool 45 kann einen Graphengenerator 302 und einen Zeitplangenerator (oder „Scheduler“) 304 beinhalten, die wiederum miteinander interagieren können, um kombinierte Routing- und Planungsentscheidungen zu erzeugen oder zu treffen. Die Engine 300 kann auch einen Satz von Optimierungsregeln 306 beinhalten. Jede der Optimierungsregeln 306 kann eine algorithmische Beschreibung eines bestimmten Aspekts der Optimierungsstrategie enthalten und kann auch von einem oder mehreren Benutzerparametern abhängen. Zum Beispiel kann eine der Optimierungsregeln 306 angeben, dass das Erstellen von mehr als X Verbindungen zu einem bestimmten Knoten verboten ist. Der Benutzer kann X über die Benutzerschnittstelle 312 einen bestimmten Wert zuweisen, damit die Engine 300 die Regel während des Betriebs anwenden kann. Kurz gesagt, die Engine 300 kann die intelligenten Komponenten des Netzwerkdesign-Tools 45 einkapseln. Die Engine 300 kann mit einer oder mehreren Instanzen einer Benutzerschnittstelle 310-312 interagieren. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerkdesign-Tool 45 auf verteilte Weise ausgeführt werden und kann mehreren Bedienern gleichzeitigen Zugriff auf die Funktionalität der Engine 300 bereitstellen. Zum Beispiel kann die Workstation 16 die Benutzerschnittstelle 310 ausführen oder bereitstellen, während der entfernte Host 41 die Engine 302 und die Benutzerschnittstelle 312 ausführen kann. Jede der Benutzerschnittstelleninstanzen 310 und 312 kann gemäß der Hardwareverfügbarkeit bei jedem entsprechenden Host zugeschnitten sein und kann ferner auf die spezifischen Anforderungen und Präferenzen des Bedieners wie beispielsweise Sprache zugeschnitten sein. Wie dargestellt, kann die Benutzerschnittstelle 312 mit solchen physischen Geräten wie einer Maus 314, einer Tastatur 316, einem Monitor 318 und möglicherweise einem Drucker (nicht gezeigt) interagieren. Fachleute erkennen ferner, dass die Benutzerschnittstelle 312 oder die Benutzerschnittstelle 310 in ähnlicher Weise mit anderen Eingabe- und Ausgabegeräten verbunden sein könnten.
Wie zuvor angegeben, kann das Netzwerkdesign-Tool 45 eine Benutzerschnittstelle über ein oder mehrere interaktive Fenster bereitstellen. Wie jemand, der mit Microsoft Windows™ oder einer ähnlichen grafischen Umgebung vertraut ist, erkennen wird, enthält ein interaktives Fenster typischerweise einen Ansichtsbereich mit Text und Grafiken, eine Symbolleiste, die den Zugriff auf verschiedene Funktionen der entsprechenden Software ermöglicht, Schaltflächen in der Symbolleiste, die Verknüpfungen zu den häufig verwendeten verwendete Funktionen oder grafischen Objekten bereitstellen, sowie vertikale und horizontale Bildlaufleisten, die es dem Benutzer ermöglichen, das sichtbare Fenster an bestimmten Teilen des Ansichtsbereichs auszurichten. Im Allgemeinen kann das Netzwerkdesign-Tool 45 auf jedem Betriebssystem implementiert werden. Das Betriebssystem, auf dem die Benutzerschnittstellenkomponente des Netzwerkdesigntools 45 ausgeführt wird, unterstützt jedoch vorzugsweise eine grafische Oberfläche. In den nachfolgend erörterten Ausführungsformen ermöglicht es das Netzwerkdesign-Tool 45 Benutzern, visuelle Objekte in Form von geometrischen Formen wie etwa Kreisen, Quadraten und Pfeilen zu manipulieren, obwohl auch andere grafische Objekte verwendet werden können. Ferner kann das Netzwerkdesign-Tool 45 die grafischen Objekte auf dem Monitor 318 in verschiedenen Farben darstellen, um den Zustand des Objekts anzuzeigen oder andere zusätzliche Informationen zu übermitteln.
Die Engine 300 kann auch mit einer oder mehreren Instanzen einer Live-Netzwerkschnittstelle 320 interagieren. Die Live-Netzwerkschnittstelle 320 kann Daten vom Netzwerk 14 an die Engine 300 melden. Insbesondere kann die Live-Netzwerkschnittstelle 320 die Messungen in Bezug auf die Signalstärke, die Zeitverzögerung und andere Netzwerkleistungsdaten melden, die von den Netzwerkgeräten des Netzwerks 14 gemessen werden. Als Reaktion auf den Empfang von Netzwerkleistungsdaten vom Netzwerk 14 über die Live-Netzwerkschnittstelle 320 kann die Engine 300 diese Berichte über die Benutzerschnittstellen 310 oder 312 an einen oder mehrere Benutzer übermitteln. Zusätzlich kann die Engine 300 automatisch Routing und Planung eines Netzwerkmodells 324 anpassen, das dem drahtlosen Netzwerk 14 entspricht. Wie in 2 kann das Netzwerkmodell 324 in einem Speicher 326 gespeichert sein, der mit einem der Hosts 16, 18, 41, 47 oder 55 gekoppelt ist.
III. Ein vom Netzwerkdesign-Tool bereitgestellter Beispielansichtsbereich
3 stellt ein interaktives Fenster 380 dar, das einen Ansichtsbereich 382 enthält, der durch das Netzwerkdesign-Tool 45 präsentiert werden kann, um es Benutzern zu ermöglichen, Netzwerkmodelle von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs 382 Symbole platzieren und anordnen, welche Geräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen. Vorteilhafterweise kann ein Benutzer dem Ansichtsbereich 382 Geräte hinzufügen, indem er einfach auf eine Stelle auf dem Ansichtsbereich klickt, an der der Benutzer ein neues Gerät haben möchte. Das Tool 45 schlägt dann ein oder mehr Geräte vor, die zu der Stelle hinzugefügt werden können, beispielsweise basierend auf einer Analyse der Anlagenumgebung und der bereits dem Netzwerkmodell hinzugefügten Geräte. Im Folgenden werden traditionelle Dragand-Drop-Techniken erörtert, bevor unter Bezugnahme auf 4-10 vorgeschlagene Platzierungstechniken erörtert werden.
Obwohl es in 3 nicht gezeigt ist, kann der Ansichtsbereich 382 in einer typischen Ausführungsform im Hintergrund des Ansichtsbereichs 382 eine Darstellung der physischen Merkmale der Anlagenumgebung darstellen, in der der Designer das entworfene Netzwerk implementieren möchte. Die abgebildete Anlagenumgebung kann fotorealistisch sein oder können vereinfachte grafische Darstellungen sein, die symbolisch relevante Merkmale darstellen (z. B. Wände, Prozesssteuerungsausrüstung, Kommunikationstotzonen usw.). Die abgebildete Anlagenumgebung kann auf Grundlage von Karten- oder Layoutdaten gerendert werden, die in einem Speicher, wie etwa dem Speicher 326, gespeichert sind. Der Ansichtsbereich 382 kann auf die abgebildete Anlagenumgebung skaliert werden, sodass die Abstände zwischen Netzwerkgerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich 382 genau räumliche Beziehungen zwischen Geräten darstellen, die letztendlich basierend auf dem Modell im Netzwerk implementiert würden. Tatsächlich kann selbst in Ausführungsformen, in denen der Ansichtsbereich 382 leer ist, der Ansichtsbereich 382 skaliert werden, um diese skalierte räumliche Beziehung beizubehalten. Diese Skalierung des Ansichtsbereichs 382 auf eine reale Umgebung ermöglicht es einem Designer, Signalisierungsfähigkeiten im Lichte realer Hindernisse und Einschränkungen, wie Entfernung, Wände und Ausrüstung, leicht zu bewerten.
Das Fenster 380 kann eine Symbolleiste 384 beinhalten, die einen interaktiven Zugriff auf die Untermenüs 342-348 in Form von Pulldown-Listen bereitstellt, wodurch der Zugriff auf verschiedene Funktionen ermöglicht wird, die von dem Tool 45 bereitgestellt werden oder anderweitig damit verbunden sind. Zum Beispiel kann das Fenster 380 eine Schaltfläche oder ein Element innerhalb des Topologie-Untermenüs 346 enthalten, das bewirkt, dass das Tool 345 eine Ansicht des Netzwerkmodells 324 (ebenfalls in 2 gezeigt) anzeigt. Das interaktive Fenster 380 kann einen Ansichtsbereich 382, eine Symbolleiste 384 und Bildlaufleisten 386-388 beinhalten. Darüber hinaus kann die Symbolleiste 384 eine oder mehrere Verknüpfungsschaltflächen 390 beinhalten. Die Verknüpfungsschaltflächen 390 können dem Benutzer ein einfaches und effizientes Verfahren zum Hinzufügen von Symbolen, die verschiedene Modellnetzwerkgeräte darstellen, zum Ansichtsbereich 382 bereitstellen. Insbesondere kann der Benutzer eine der Shortcut-Schaltflächen 390 betätigen, um ein Symbol auszuwählen, das ein Gateway-Gerät, einen Netzwerkzugangspunkt, ein Feldgerät, einen Router usw. darstellt. Darüber hinaus kann die Symbolleiste 384 Nicht-Netzwerkelement-Schaltflächen 392 enthalten, die physischen Hindernissen, wie etwa Wänden entsprechen. Der Benutzer kann dann das ausgewählte Symbol unter Verwendung der Maus 314 oder eines ähnlichen Zeigegeräts auf den Ansichtsbereich 382 ziehen. In anderen Ausführungsformen kann der Benutzer Tastaturtasten betätigen, um Textbefehle einzugeben, um Symbole auszuwählen und diese Symbole im Ansichtsbereich 382 zu positionieren.
Der Ansichtsbereich 382 kann eine symbolische Darstellung eines Anlagenbereichs sein, in dem das Netzwerk 14 arbeitet, der basierend auf einer Karte oder einem Layout der Anlage, die im Speicher gespeichert sind, wiedergegeben werden kann. Die Platzierung von Symbolen, die Modell-Netzwerkgeräte darstellen, kann die relativen Abstände zwischen den tatsächlichen Geräten bei der Installation in der Anlage genau wiedergeben. Mit anderen Worten, die grafische Darstellung des Modells 324 auf dem Ansichtsbereich 382 kann maßstabsgetreu sein. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass der Ansichtsbereich 382 ein Gitter (nicht gezeigt) umfassen kann, um die Aufgabe des genauen Platzierens der Symbole relativ zueinander zu vereinfachen. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Ansichtsbereich 382 eine schematische Darstellung der Anlage beinhalten. Zum Beispiel kann der Ansichtsbereich 382 eine zwei- oder dreidimensionale maßstabsgetreue Darstellung von Tanks, Ventilen, Rohren und anderen Komponenten eines Prozesssteuerungssystems umfassen, sodass der Benutzer die Entsprechung zwischen dem Modell 324 und der tatsächlichen geografischen Positionierung der entsprechenden physischen Geräte leicht erkennen kann. Darüber hinaus kann der Ansichtsbereich 382 schematisch die tatsächlichen physischen Hindernisse, wie etwa Wände, sowie unzugängliche oder „verbotene“ Bereiche wie Flure oder Büros darstellen.
Nach dem Platzieren eines Symbols, das ein Modell-Netzwerkgerät oder ein Hindernis darstellt, auf dem Ansichtsbereich 382 kann der Benutzer das modellierte Gerät weiter konfigurieren, indem er das Symbol auswählt, ein interaktives Parametrierfenster aufruft und einen Satz von Parametern eingibt, die für das modellierte Gerät spezifisch sind. In dem in 3 veranschaulichten Beispiel hat der Benutzer mehrere Netzwerkgerätesymbole, einschließlich des Gerätesymbols 400, auf dem Ansichtsbereich 382 platziert. Insbesondere kann der Benutzer das Symbol, das ein Feldgerät darstellt, aus den Shortcut-Schaltflächen 390 ausgewählt haben, das Symbol durch einen Mausklick oder ein ähnliches Verfahren aktiviert haben und eine Kopie des Symbols an den gewünschten Standort im Ansichtsbereich 382 gezogen haben. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Feldgerätesymbol ein Kreis, der einen Buchstaben „D“ einschließt, wobei der Buchstabe als visuelle Hilfe bei der Unterscheidung zwischen verschiedenen Netzwerkgerätetypen dient. Der Benutzer kann dann beispielsweise durch Anklicken einer vordefinierten Maustaste ein Parametriermenü aufgerufen und festgelegt haben, dass das dem Gerätesymbol 400 entsprechende physische Feldgerät mittels einer Batterie gespeist wird. Als Ergebnis kann das Drahtlosnetzwerkgeräte-Tool 45 ein Batteriesymbol 402 neben dem Gerätesymbol 400 anzeigen.
Der Benutzer kann ferner für jedes Feldgerät die Rate spezifizieren, mit der das Gerät Messungen oder andere Daten an ein anderes Netzwerkgerät meldet. Diese Melderate wird auch als Burst-Rate bezeichnet. Im Beispiel des Netzwerks 14 melden Feldgeräte Daten stromaufwärts an das Gateway-Gerät 22. Das drahtlose Netzwerkgeräte-Tool 45 kann die Burst-Rate als einen Indikator 404 anzeigen, der neben dem Gerätesymbol 400 platziert ist. Der Benutzer kann ferner die Leistung spezifizieren, mit der das physische Gerät, das dem Gerätesymbol 400 entspricht, Funksignale überträgt. In einer Ausführungsform kann der Benutzer eine Energieeinstellungsoption aufrufen, indem er auf eine vordefinierte Tastatur oder Maustaste drückt. Als Reaktion auf das Erfassen des Tastendruckereignisses kann das Netzwerkdesign-Tool 45 ein interaktives Fenster anzeigen, in das der Benutzer beispielsweise die in Watt gemessene Signalstärke eingeben kann. Alternativ kann der Benutzer das Netzwerkdesign-Tool 45 konfigurieren, um jedes Netzwerkgerät mit einem gleichen vorbestimmten Leistungspegel zu assoziieren, um den Prozess des Konfigurierens des Netzwerkmodells 324 zu vereinfachen.
Wenn dem Ansichtsbereich 382 Gerätesymbole hinzugefügt werden, kann das Netzwerkdesign-Tool 45 jedem neuen Symbol eine Sequenznummer zuweisen. In einer anderen Ausführungsform kann das Netzwerkdesign-Tool 45 Nummern entsprechend der Reihenfolge zuweisen, in der die Symbole bei der Breitendurchquerung eines entsprechenden Graphen angetroffen werden, wobei einem der Gateway-Symbole die Sequenznummer 0 zugewiesen wird und dieses an der Spitze des Graphen platziert wird. In dem in 3 veranschaulichten Beispiel kann das Netzwerkdesign-Tool 45 die Sequenznummer als Indikator 406 neben dem Gerätesymbol 400 anzeigen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 kann der Benutzer ein Gateway-Symbol 410 und ein Netzwerkzugangspunktsymbol 412 auf dem Ansichtsbereich 382 platziert haben. Wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 erörtert, kann ein Gateway-Gerät 22 auf sehr zuverlässige und effiziente Weise mit mehreren Netzwerkzugangspunkten 25 verbunden sein, beispielsweise über ein Paar dedizierter Drähte. Das Netzwerkdesign-Tool 45 kann die relative Zuverlässigkeit der Gateway-zu-Netzwerk-Zugangspunktverbindung mittels einer durchgezogenen Linie angeben, die eine Drahtverbindung 414 darstellt. Im Gegensatz dazu kann das Netzwerkdesign-Tool 45 drahtlose Verknüpfungen mittels einer gepunkteten Linie darstellen, wie beispielsweise im Fall einer drahtlosen Verbindung 416 zwischen den Gerätesymbolen 400 und 412. Natürlich können die drahtlosen und drahtgebundenen Verbindungen zwischen Netzwerkgeräten auch auf andere Weise dargestellt werden und die Linien 414 und 416 werden nur beispielhaft bereitgestellt.
Als nächstes kann das Netzwerkdesign-Tool 45 mit der Analyse des Netzwerkmodells 324 beginnen, indem es die Qualität jeder drahtlosen Verknüpfung zwischen jedem Paar von Netzwerkgeräten auswertet, im Hinblick auf Faktoren wie die Signalstärke an jedem Gerät, der Abstand zwischen den Geräten, die Leistung jedes Geräts, die Art des Empfangsgeräts und das Vorhandensein von Hindernissen, die das Funksignal dämpfen können. Da jedes Gerät Funksignale mit einem einzigartigen Leistungspegel übertragen kann, können sich die Parameter einer unidirektionalen Verbindung von Gerät A zu Gerät B von den Parametern einer unidirektionalen Verbindung von Gerät B zu Gerät A unterscheiden. Das Netzwerkdesign-Tool 45 kann die Qualität einer unidirektionalen drahtlosen Verbindung 404 abschätzen, indem es die Dämpfung eines Funksignals berechnet, das von dem physischen Gerät, das dem Gerätesymbol 400 entspricht, über die Distanz zwischen den durch die Symbole 400 und 412 dargestellten physischen Netzwerkgeräten gesendet wird. Wie zuvor angegeben, kann der Abstand zwischen den durch die Symbole 400 und 412 dargestellten Geräten durch die relative Anordnung der Symbole 400 oder 412 genau wiedergegeben werden, wenn das Modell 324 maßstabsgetreu gezeichnet ist. Alternativ kann der Benutzer die Entfernung zwischen einem Paar von Netzwerkgeräten spezifizieren, indem er eine drahtlose Verbindung auf dem Netzwerkmodell 324 auswählt, einen geeigneten Einstellungsbildschirm aktiviert und die Entfernung beispielsweise in Fuß oder Metern eingibt. Nach Abschluss der Berechnung kann das Netzwerktool 45 einen Signalqualitätsindikator 420 neben der drahtlosen Verbindung 416 anzeigen. Unter erneuter Bezugnahme auf 3 können ein Symbol 422, das ein Feldgerät repräsentiert, und ein Symbol 424, das ein Router-Gerät repräsentiert, durch eine drahtlose Verbindung verbunden sein, sie können durch eine Distanz X getrennt sein, während das Symbol 422 und ein Symbol 426 durch eine Distanz Y getrennt sein können. Das Tool kann dementsprechend Indikatoren 428 und 430 neben unidirektionalen Verknüpfungen anzeigen, die sich entsprechend von Gerät 422 zu Geräten 424 und 426 erstrecken.
Das Netzwerkdesign-Tool 45 kann jede drahtlose Verbindung bewerten, wenn der Benutzer neue Netzwerkgeräte zum Ansichtsbereich 382 hinzufügt. Wenn das Netzwerkmodell 324 Netzwerkgerätesymbole S1, S2, ... Sn enthält, erfordert das Hinzufügen eines Gerätesymbols Sn+1, dass das Netzwerkdesign-Tool 45 n neue Verbindungen zwischen jedem Symbolpaar {S1, Sn+1}, {S2, Sn+1}, ... {Sn, Sn+1} auswertet. Um Unordnung zu vermeiden, kann die Symbolleiste 384 Schaltflächen 432 enthalten, die optimierte Präsentationsmodi umschalten. Genauer gesagt kann einer der Umschaltknöpfe 432 bewirken, dass das Netzwerkdesign-Tool 45 nur diejenigen drahtlosen Verbindungen anzeigt, die ein vordefiniertes Qualitätskriterium erfüllen, wie beispielsweise eine Signalqualität, die -10 dB überschreitet. Umgekehrt kann eine andere Umschalttaste 432 bewirken, dass das Netzwerkdesign-Tool 45 alle drahtlosen Verbindungen unabhängig von der Qualität anzeigt.
Eine Sammlung von drahtlosen Verbindungen, die einen vordefinierten Satz von Qualitätskriterien erfüllen, bildet zusammen mit den drahtgebundenen Verbindungen, die Gateway-Geräte mit Netzwerkzugangspunkten verbinden, einen Mastergraphen 435, der als Teil des Modells 324 im Speicher gespeichert werden kann. Darüber hinaus bildet jeder Pfad zwischen einem Paar von Netzwerkgeräten, wie beispielsweise der Pfad vom Feldgerätesymbol 422 zum Gateway-Gerätesymbol 412, einen individuellen Graphen aus. Darüber hinaus kann jeder Graph bezüglich eines der Gateways ein Upstream- oder Downstream-Graph sein. Das Netzwerkdesign-Tool 45 kann die Richtung jeder drahtlosen Verbindung mittels eines Pfeils darstellen, wie beispielsweise des Pfeils auf der Verbindung 416, der in die Richtung des Netzwerkzugangssymbols 412 zeigt, um anzuzeigen, dass die Verbindung 416 Teil eines Upstream-Graphen ist. Die Symbolleiste 384 kann auch einen Graphenmodus-Selektor 437 enthalten, den der Benutzer betätigen kann, um zwischen solchen Betrachtungsoptionen wie der Anzeige nur von Downstream-Graphen, der Anzeige nur von Upstream-Graphen oder der gleichzeitigen Anzeige sowohl von Upstream- als auch von Downstream-Graphen auszuwählen.
IV. Ein beispielhaftes Verfahren zum Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle einschließlich eines Ansichtsbereichs, der es Benutzern ermöglicht, Netzwerkmodelle von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu entwerfen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Geräte darstellen, und Verknüpfungen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen. Das Verfahren 400 kann ganz oder teilweise durch das in den 1 und 2 gezeigte Tool 45 implementiert werden. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 400 durch einen Satz von Anweisungen oder Routinen, die im Speicher gespeichert und von einem Prozessor ausführbar sind, um die Funktionalität des Verfahrens 400 zu implementieren, ausgeführt werden. Ein oder mehrere Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55, gezeigt in 1, können zum Beispiel das Tool 45 und das Verfahren 400 in Abhängigkeit von der Ausführungsform implementieren.
In einem Schritt 405 zeigt das Tool 45 eine Benutzerschnittstelle („UI“) an, die einen Ansichtsbereich enthält, wie beispielsweise den in 3 gezeigten Ansichtsbereich 382, auf dem ein Benutzer ein Netzwerkmodell entwerfen kann, indem Symbole platziert werden, die Modellnetzwerkgeräte darstellen. Der Ansichtsbereich kann über jede geeignete elektronische Anzeige angezeigt werden.
In einem Schritt 410 zeigt das Tool 45 Icons oder Symbole an, die Modellgeräte und Verknüpfungen darstellen, die bereits zum Netzwerkmodell hinzugefügt wurden. Wenn ein Netzwerkmodell von Grund auf neu entworfen wird und derzeit keine Geräte enthält, kann der Schritt 410 übersprungen werden.
In einem Schritt 415 bestimmt das Tool 45, ob es ein Schweben eines Benutzereingabeelements, wie beispielsweise eines Cursors oder Zeigers, erkennt oder nicht. Ein Benutzer kann als „schwebend“ betrachtet werden, wenn er mit dem Ansichtsbereich interagiert (z. B. ein Mauszeiger oder ein Finger auf dem Ansichtsbereich erkannt wird), ohne einen gewünschten Punkt auszuwählen (z. B. ohne auf einen Punkt zu klicken, einen Punkt doppelt anzutippen usw.). Der Zeiger kann ein unsichtbares Element sein, beispielsweise wenn ein Berührungseingabebildschirm verwendet wird. Mit anderen Worten kann in einigen Fällen das Tool 45 eine Berührungseingabe erkennen, die keine Auswahl darstellt (z. B. bewegt der Benutzer seinen Finger über den Bildschirm, ohne zu zeigen, dass er eine gewünschte Position ausgewählt hat). Wenn erkannt wird, dass der Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs „schwebt“, fährt das Tool 45 mit einem Schritt 420 fort. Andernfalls fährt das Tool 45 mit einem Schritt 425 fort.
Im Schritt 420 zeigt das Tool 45 dynamisch eine oder mehrere Signalstärkeangaben oder Visualisierungen an, die eine oder mehrere Signalstärken für die bereits im Netzwerkmodell enthaltenen Geräte darstellen. Beispieltechniken zum Präsentieren solcher Visualisierungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 ausführlicher erörtert.
In einem Schritt 425 bestimmt das Tool 45, ob es eine ausgewählte Position auf der Anzeigefläche erkennt oder nicht (z. B. über einen Mausklick, ein doppeltes Antippen auf einem Touchscreen usw.). Wenn keine Positionsauswahl erkannt wird, kehrt das Tool 45 zu Schritt 410 zurück. Andernfalls fährt das Tool 45 mit einem Schritt 430 fort.
In Schritt 430 kann das Tool 45 einen Satz von Modellgeräten vorschlagen, die an der ausgewählten Position platziert werden sollen, und kann ein ausgewähltes Modellgerät auf dem Ansichtsbereich platzieren und das neue Modellgerät automatisch mit einem oder mehreren Geräten im Modellnetzwerk verbinden, basierend auf einer Analyse des Anlagenlayouts, der Standorte der Bestandsgeräte und des Neugeräts sowie der Signalisierungsattribute der Bestandsgeräte und des neuen Geräts. Beispieltechniken zum Vorschlagen von Geräten und zum automatischen Hinzufügen ausgewählter Geräte zu einem Netzwerkmodell werden detaillierter unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Nach dem Schritt 430 kann das Tool 45 zu Schritt 410 zurückkehren.
V. Eine beispielhaftes Verfahren zum Visualisieren von Verknüpfungen
5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Bereitstellen innerhalb einer Benutzerschnittstelle zum visuellen Entwerfen eines drahtlosen Modellnetzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, von Anzeigen oder Visualisierungen von Verknüpfungs- oder Signalstärke für Modellgeräte in dem Modellnetzwerk. Das Verfahren 500 kann ganz oder teilweise durch das in den 1 und 2 gezeigte Tool 45 implementiert werden. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 500 durch einen Satz von Anweisungen oder Routinen, die im Speicher gespeichert und von einem Prozessor ausführbar sind, um die Funktionalität des Verfahrens 500 zu implementieren, ausgeführt werden. Ein oder mehrere Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55, gezeigt in 1, können zum Beispiel das Tool 45 und das Verfahren 500 in Abhängigkeit von der Ausführungsform implementieren.
Im Allgemeinen wird das Verfahren 500 implementiert, nachdem ein Benutzer mit dem Entwerfen eines Netzwerkmodells über das Tool 45 begonnen hat und nachdem ein oder mehrere Modellgeräte zu dem angezeigten Ansichtsbereich hinzugefügt worden sind.
In einem Schritt 505 erkennt das Tool 45 Signalisierungsattribute (z. B. Reichweite) jedes Netzwerkgeräts, das auf dem Ansichtsbereich des Tools 45 angezeigt wird.
In einem Schritt 510 bestimmt das Tool 45, ob ein Zeiger, Cursor oder ein anderes Benutzerschnittstellenelement, das die Position eines Benutzers darstellt, auf dem Ansichtsbereich erkannt wird oder nicht. In einigen Fällen (z. B. wenn das Tool 45 über ein Berührungsdisplay implementiert wird) kann der „Zeiger“ für den Benutzer unsichtbar sein. Wenn der Benutzer nicht erkannt wird, verbleibt das Tool 45 bei Schritt 510, bis ein Benutzer erkannt wird. Wenn der Benutzer erkannt wird, fährt das Tool 45 mit einem Schritt 515 fort.
In den Schritten 515-525 zeigt das Tool 45 dynamisch eine oder mehrere Signalstärkeanzeigen oder Visualisierungen an, welche Signalstärken für potentielle Verknüpfungen zu Modellgeräten darstellen, die bereits auf dem Ansichtsbereich platziert sind. Im Allgemeinen zeigen diese Anzeigen dem Benutzer die Anzahl und Qualität oder Stärke potentieller Kommunikationsverbindungen an der aktuellen Position des Benutzers an. Wenn sich der Benutzer bewegt, werden die Signalstärken neu berechnet und eine oder mehrere visuelle Eigenschaften der angezeigten Visualisierungen (z. B. Farbe, Abstand zwischen Strichen oder Punkten usw.) werden entsprechend aktualisiert, um die neu berechneten Signalstärken anzuzeigen, sodass der Benutzer sich schnell auf dem Ansichtsbereich bewegen kann und um die Verfügbarkeit und Qualität von Verknüpfungen an der Position des Benutzers zu bewerten, während er sich auf dem Ansichtsbereich bewegt. Die Visualisierungen können sofort aktualisiert werden, wenn bestimmte Schwellenwerte überschritten werden, oder allmählich, sodass sie sich langsam zu ändern scheinen, wenn sich der Benutzer über den Ansichtsbereich bewegt. In einigen Ausführungsformen kann das Tool 45 alternativ oder zusätzlich eine andere visuelle Anzeige der Signalstärke als Linie dynamisch aktualisieren, wie etwa eine Textanzeige, die gemäß einer beliebigen gewünschten Skala (z. B. 0-100, 0-10, A-F usw.) abgestuft ist, ein Balkendiagramm oder eine Reihe von Balkendiagrammen usw.
Genauer gesagt berechnet das Tool 45 in Schritt 515 die eine oder mehreren Signalstärken basierend auf: (i) einer realen Position entsprechend der aktuellen Ansichtsbereichsposition des Benutzers, (ii) den realen Positionen entsprechend den Ansichtsbereichspositionen von Modellgeräten, die derzeit im Netzwerkmodell enthalten sind, (iii) Entfernungen zwischen den realen Positionen der aktuellen Geräte und der realen Position der aktuellen Position des Benutzers, (iv) der Anordnung der Umgebung zwischen den verschiedenen Geräten; und (v) Signalisierungsattributen der Modellgeräte, die derzeit im Netzwerkmodell enthalten sind. Zu beispielhaften Signalisierungsattributen zählen Signalstärke, Strahlungsmuster und/oder -größen, für die die relevanten Funkgeräte von modellierten Geräten konfiguriert sind (z. B. omnidirektional, bidirektional, unidirektional) usw. Das Tool 45 zeigt dann Visualisierungen oder Anzeigen an, die die berechneten Signalstärken darstellen.
Im Schritt 520 erkennt das Tool 45, dass sich der Benutzer zu einer neuen Position auf dem Ansichtsbereich bewegt.
In einem Schritt 525 berechnet das Tool 45 die Signalstärken basierend auf einer neuen realen Position entsprechend der neuen Ansichtsbereichsposition des Benutzers neu und aktualisiert die angezeigten Visualisierungen, um die neu berechneten Signalstärken widerzuspiegeln. Die Schritte 515-525 können kontinuierlich ausgeführt werden, was eine dynamische Anzeige von Signalstärken in Echtzeit ermöglicht, wenn sich der Benutzer auf dem Ansichtsbereich bewegt.
In einem Schritt 530 bestimmt das Tool 45, ob der Benutzer eine Position als eine gewünschte Position für ein neues Gerätemodell ausgewählt hat (z. B. anstatt einfach über der Position zu schweben). Wenn eine Benutzerauswahl einer Position erkannt wurde, fährt das Tool 45 mit einem Schritt 535 fort. Andernfalls kehrt es zu Schritt 505 zurück.
In Schritt 535 kann das Tool 45 Modellgeräte vorschlagen, die an dem Standort platziert werden sollen, und der Benutzer kann eines der vorgeschlagenen Modellgeräte auswählen. Ein beispielhaftes Verfahren zum Handhaben von Gerätevorschlägen und -auswahl wird nachfolgend mit Bezug auf 7 ausführlicher beschrieben.
6 ist ein Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich 600 zeigt, der durch das Tool 45 präsentiert werden kann, wobei eine Verknüpfungsvisualisierung 615 gezeigt wird, um eine Stärke einer potentiellen Verbindung zwischen einem Symbol 610 eines vorhandenen Modellgeräts in einem Netzwerkmodell und einer aktuellen Position des Benutzerzeigers 605, wo ein neues Modellgerät hinzugefügt werden könnte, anzuzeigen. Wie gezeigt, stellt der Ansichtsbereich ein Layout einer Prozessanlagenumgebung dar und gibt einem Benutzer ein Verständnis des Layouts und der räumlichen Beziehung zwischen verschiedenen Teilen der Anlagenumgebung und allen Netzwerkgeräten, die in der Anlagenumgebung platziert werden könnten.
Wie gezeigt, kann die Visualisierung 615 eine Linie mit einer Gradientenfärbung sein, die die Signalstärke an verschiedenen Punkten entlang der Linie anzeigt (z. B. grün, um ein starkes Signal darzustellen, und rot, um ein schwaches Signal darzustellen). In einigen Fällen kann die Linie, anstatt gemäß einem Farbverlauf gefärbt zu sein, in mehrere Abschnitte unterteilt sein, von denen jeder eine Farbe oder ein Muster hat, die die Signalstärke für diesen Abschnitt anzeigen (z. B. ein grüner Abschnitt für ein starkes Signal, ein gelber Abschnitt für a mittelstarkes Signal und ein roter Abschnitt für ein schwaches Signal). In einigen Fällen kann die Linie enden, anstatt sich bis zum Zeiger 605 zu erstrecken (z. B. um die maximale Reichweite des Signals anzuzeigen). In einigen Fällen kann die Linie beabstandet verwendet werden.
Wenn der Benutzer den Zeiger 605 bewegt, kann die Verknüpfungsvisualisierung 615 in Echtzeit aktualisiert werden, um eine Signalstärke gemäß der neuen Position(en) des Benutzers darzustellen. Zum Beispiel kann die Visualisierung 610 eine Linie sein, die sich ausdehnt und zusammenzieht, wenn sich der Benutzer bewegt, die Farbe und/oder den Abstand zwischen Strichen und Punkten aktualisiert usw.
VI. Ein beispielhaftes Verfahren zum Vorschlagen und Hinzufügen neuer Geräte
7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 700 zum Vorschlagen von Modellgeräten, die zu einem Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, und zum automatischen Verbinden neuer Modellgeräte mit anderen Geräten, die in dem Netzwerkmodell enthalten sind. Das Verfahren 700 kann ganz oder teilweise durch das in den 1 und 2 gezeigte Tool 45 implementiert werden. In einer Ausführungsform kann das Verfahren 700 durch einen Satz von Anweisungen oder Routinen, die im Speicher gespeichert und von einem Prozessor ausführbar sind, um die Funktionalität des Verfahrens 700 zu implementieren, ausgeführt werden. Ein oder mehrere Geräte 16, 18, 47, 41 oder 55, gezeigt in 1, können zum Beispiel das Tool 45 und das Verfahren 700 in Abhängigkeit von der Ausführungsform implementieren.
Im Allgemeinen wird das Verfahren 700 implementiert, nachdem ein Benutzer mit dem Entwerfen eines Netzwerkmodells über das Tool 45 begonnen hat und nachdem eine Anzahl von Modellgeräten zu dem angezeigten Ansichtsbereich hinzugefügt worden ist.
In einem Schritt 705 erkennt das Tool 45 einen Satz von Modellgeräten, die in dem Modellnetzwerk enthalten sind. Der Satz bestehender Modellgeräte kann während derselben gerade laufenden Sitzung platziert worden sein oder kann aus einer Datei geladen worden sein, die ein gespeichertes Modellnetzwerk darstellt, das während einer vorherigen Sitzung entworfen wurde.
In einem Schritt 710 erkennt das Tool 45 eine Benutzereingabe, die eine Auswahl einer Position auf dem Ansichtsbereich darstellt. Zum Beispiel ist 8 ein Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich 800 zeigt, der durch das Tool 45 präsentiert werden kann, wobei ein Benutzer (dargestellt durch einen Zeiger 805) eine gewünschte Position 810 für ein neues Modellgerät auswählt. In einigen Ausführungsformen kann das Tool 45 ein Platzhaltersymbol für das neue Modellgerät anzeigen, wenn der Benutzer die Position 810 auswählt (die sich z. B. ändern kann, nachdem der Benutzer ein hinzuzufügendes Modellgerät auswählt). In anderen Ausführungsformen kann das Tool 45 nur ein Symbol anzeigen, das ein neues Gerät darstellt, nachdem der Benutzer tatsächlich das Modellgerät ausgewählt hat (z. B. aus einer Liste von vorgeschlagenen Geräten).
Wieder bezogen auf 7 berechnet das Tool 45 in einem Schritt 715 Signalstärken für den Satz von Modellgeräten an der ausgewählten Ansichtsbereichsposition. Allgemein gesagt wird diese Berechnung durch Berechnen von Entfernungen zwischen einer realen Position entsprechend der ausgewählten Ansichtsbereichsposition und jeder einer Anzahl von realen Positionen entsprechend den Ansichtsbereichspositionen der bereits im Netzwerkmodell enthaltenen Modellgeräte durchgeführt. In einigen Fällen kann dieser berechnete Abstand eine benutzerdefinierte Höhe für eines oder mehrere der vorhandenen Modellgeräte und/oder eine benutzerdefinierte Höhe für das neue Gerät berücksichtigen.
In einem Schritt 720 analysiert das Tool 45 eine Vielzahl von potentiellen Modellgeräten, um eine Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten zu identifizieren und anzuzeigen, die dem auf dem Ansichtsbereich dargestellten Modellnetzwerk hinzugefügt werden sollen. Die Vorschläge können auf der Grundlage vorhandener Modellgeräte, ihrer Signaleigenschaften, ihrer Anlagenstandorte, ihrer Höhe(n), Hindernissen in der Umgebung und der möglichen Auswirkungen der Hindernisse auf die Signalstärke, Signaleigenschaften der vorzuschlagenden potentiellen Geräte usw. erzeugt werden.
Zum Beispiel ist 9 ein Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich 900 darstellt, der durch das Tool 45 präsentiert werden kann, wobei ein Benutzer (dargestellt durch einen Zeiger 905) eine gewünschte Position 910 für ein neues Modellgerät auswählt. Bevor der Benutzer den gewünschten Standort 910 auswählt, kann ein Modellgerät 909 bereits im Netzwerkmodell vorhanden sein und auf dem Ansichtsbereich angezeigt werden. Als Reaktion darauf, dass der Benutzer den Standort 910 auswählt, kann das Tool 945 ein Fenster 901 anzeigen, das einen Satz vorgeschlagener Geräte 915 enthält.
Wie in Bezug auf den Schritt 720 angemerkt, kann das Tool 45, wenn der Benutzer die gewünschte Position 910 auswählt, eine Signalstärke für jedes der vorhandenen Modellgeräte (z. B. das Modellgerät 909) am Standort 910 berechnen. Basierend auf der Signalstärke des Modellgeräts 909 und den Signalisierungsattributen potentieller Modellgeräte, die am Standort 910 platziert werden sollen, kann das Tool 745 (aus den potentiellen Modellgeräten) einen Satz vorgeschlagener Modellgeräte 921-925 auswählen, die am Standort 910 platziert werden sollen. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer eine gewünschte Höhe für das neue Gerät auswählen, die sich auf den berechneten Abstand zwischen der geplanten Position 910 für das neue Modellgerät und dem bestehenden Modellgerät 909 (sowie allen anderen bestehenden Modellgeräten) auswirken kann. In einigen Ausführungsformen fordert das Tool 45 den Benutzer nicht auf, eine gewünschte Höhe einzugeben.
Wieder bezogen auf 7 erkennt das Tool 45 in einem Schritt 725 eine Auswahl eines vorgeschlagenen Modellgeräts durch einen Benutzer (z. B. eines der Geräte 921-925, die in 9 gezeigt sind).
In einem Schritt 730 fügt das Tool 45 automatisch ein Symbol, das das ausgewählte Modellgerät repräsentiert, zu dem Ansichtsbereich hinzu und fügt das Modellgerät automatisch dem Modellnetzwerk hinzu, indem es Kommunikationsverbindungen zwischen dem ausgewählten Modellgerät und existierenden Modellgeräten im Modellnetzwerk hinzufügt. Wenn der Benutzer eine Position ausgewählt hat, die für vorhandene Geräte in dem Modellnetzwerk außerhalb der Reichweite liegt, kann das Tool 45 automatisch einen oder mehrere Zwischenknoten zwischen dem neuen Gerät und den vorhandenen Geräten hinzufügen und über diese Zwischenknoten eine oder mehrere Verknüpfungen zum Netzwerk herstellen. Falls gewünscht, kann das Tool 45 ferner so konfiguriert sein, dass es „Engstellen“ erkennt, wenn ein Benutzer ein Tool hinzufügt, wobei sich das neue Gerät nur innerhalb der Reichweite eines einzelnen vorhandenen Geräts im Modellnetzwerk befindet. Im Allgemeinen stellen Engstellen einen Ausfallpunkt dar. Daher kann es wünschenswert sein, Engstellen während der Entwurfsphase zu vermeiden. Falls das Tool 45 eine Engstellenverbindung erkennt, wenn der Benutzer dem Netzwerkmodell ein neues Modellgerät hinzufügt, kann das Tool 45 dementsprechend eine oder mehrere sekundäre Verknüpfungen zu den bestehenden Modellgeräten aufbauen, was das Hinzufügen von Zwischenknoten beinhalten kann. Der Schwellenwert für ein als zu schwach angesehenes Signal kann benutzerdefiniert sein oder kann ein Standardwert sein.
Zum Beispiel ist 10 ein Screenshot, der eine beispielhafte Benutzerinteraktion mit einem Ansichtsbereich 1000 darstellt, der durch das Tool 45 präsentiert werden kann, einschließlich eines Netzwerkmodells 1001, das von einem Benutzer über das Tool 45 entworfen wurde. Das Netzwerkmodell enthält die Geräte 1005, 1010, 1015, 1020 und 1025. Ferner enthält das Netzwerkmodell 1001 eine Verknüpfung 1051, die das Gerät 1005 mit dem Gerät 1010 verbindet; eine Verbindung 1052, die das Gerät 1005 mit dem Gerät 1015 verbindet; eine Verbindung 1053, die das Gerät 1005 mit dem Gerät 1020 verbindet; eine Verbindung 1054, die das Gerät 1005 mit dem Gerät 1025 verbindet; eine Verbindung 1055, die das Gerät 1010 mit dem Gerät 1015 verbindet; und eine Verbindung 1056, die das Gerät 1020 mit dem Gerät 1025 verbindet.
In einem beispielhaften Betrieb kann das Gerät 1025 das letzte Modellgerät gewesen sein, das dem Netzwerkmodell 1001 hinzugefügt wurde, und das Tool 45 kann sich basierend auf einer Analyse der Anlagenumgebung, der Standorte der vorhandenen Modellgeräte 1005-1020; der Signalisierungsattribute der bestehenden Modellgeräte 1005-1020, der Signalattribute des neuen Geräts 1025, die Höhen eines oder mehrerer der Modellgeräte 1005-1025; usw. automatisch mit den Geräten 1005 und 1020 (und nicht den Geräten 1015 und 1010) verbunden haben.
VII. Weitere Überlegungen
Wenn sie in Software implementiert sind, können alle der hierin beschriebenen Anwendungen, Dienste und Engines in jedem materiellen, nichtflüchtigen, computerlesbaren Speicher, z. B. auf einer Magnetplatte, einer Laserplatte, einem Festkörper-Speichergerät, einem molekularen Speichergerät oder einem anderen Speichermedium, in einem RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors usw., gespeichert werden. Obwohl die hierin offenbarten Beispielsysteme derart offenbart werden, dass sie neben anderen Komponenten auf Hardware ausgeführte Software oder Firmware beinhalten, sei darauf hingewiesen, dass solche Systeme rein veranschaulichend sind und nicht als einschränkend angesehen werden sollten. Beispielsweise wird in Betracht gezogen, dass einige oder alle dieser Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten ausschließlich in Hardware, ausschließlich in Software oder in einer beliebigen Kombination aus Hardware und Software eingeschlossen sein können. Dementsprechend werden die hierin beschriebenen beispielhaften Systeme zwar als in Software implementiert beschrieben, die auf einem Prozessor eines oder mehrerer Computergeräte ausgeführt wird, aber ein Fachmann wird leicht verstehen, dass die angegebenen Beispiele nicht die einzige Möglichkeit sind, solche Systeme zu implementieren.
In dieser gesamten Patentschrift können mehrere Instanzen Komponenten, Vorgänge oder Strukturen implementieren, die als einzelne Instanz beschrieben sind. Obwohl einzelne Vorgänge von einem oder mehreren Verfahren als separate Vorgänge dargestellt und beschrieben sind, können einer oder mehrere der einzelnen Vorgänge bei gewissen Ausführungsformen gleichzeitig ausgeführt werden.
Wie hierin verwendet, bedeutet jede Bezugnahme auf „eine Ausführungsform“, dass ein bestimmtes Element, ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, wie in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben, in wenigstens einer Ausführungsform beinhaltet ist. Die Verwendungen des Ausdrucks „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in der Patentschrift beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Ausführungsform.
Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „beinhaltet“, „beinhaltend“, „aufweist“, „aufweisend“ oder eine andere Variation davon eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken. Beispielsweise ist ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder ein Gerät, der/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht notwendigerweise nur auf diese Elemente eingeschränkt, sondern kann auch andere Elemente beinhalten, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder Gerät nicht ausdrücklich inhärent sind. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, bezieht sich „oder“ auf ein inklusives Oder und nicht auf ein exklusives Oder. Beispielsweise wird eine Bedingung A oder B durch eine beliebige der folgenden Bedingungen erfüllt: A ist wahr (oder vorhanden) und B ist falsch (oder nicht vorhanden), A ist falsch (oder nicht vorhanden) und B ist wahr (oder vorhanden) und sowohl A als auch B sind wahr (oder vorhanden).
Ferner bedeutet der Ausdruck „wobei das System X, Y und/oder Z beinhaltet“, dass das System ein X, ein Y, ein Z oder eine Kombination davon beinhaltet. Ebenso bedeutet der Ausdruck „wobei die Komponente für X, Y oder Z konfiguriert ist“, dass die Komponente für X konfiguriert ist, für Y konfiguriert ist, für Z konfiguriert ist oder für eine Kombination von X, Y und Z konfiguriert ist.
Zusätzlich wird die Verwendung von „ein“, „eine“, „einer“, „eines“, „einem“ oder „einen“ verwendet, um Elemente und Komponenten der Ausführungsformen hierin zu beschreiben. Diese Beschreibung und die folgenden Ansprüche sollten so gelesen werden, dass sie eines oder wenigstens eines davon beinhalten. Der Singular beinhaltet ebenso den Plural, sofern nicht offensichtlich ist, dass dies anders gemeint ist.
Ferner sollen die Patentansprüche am Ende dieses Dokuments nicht gemäß 35 USC § 112 (f) ausgelegt werden, es sei denn, die traditionelle „Mittel-plus-Funktion“-Sprache wird ausdrücklich rezitiert, wie z. B. die „Mittel für“- oder „Schritt für“-Sprache, die ausdrücklich in dem Anspruch (den Ansprüchen) rezitiert wird. Mindestens einige Aspekte der hier beschriebenen Systeme und Verfahren zielen auf eine Verbesserung der Computerfunktionalität und eine Verbesserung der Funktionsweise herkömmlicher Computer ab.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Netzwerk“ bei Verwendung im Zusammenhang mit einem oder mehreren Systemen oder Geräten, die Informationen oder Daten kommunizieren, auf eine Sammlung von Knoten (z. B. Geräte oder Systeme, die Informationen senden, empfangen oder weiterleiten können) und Verknüpfungen, die dazu verbunden sind, die Telekommunikation zwischen den Knoten zu ermöglichen.
In Abhängigkeit von der Ausführungsform (und sofern nicht anders angegeben) kann jedes der beschriebenen Netzwerke dedizierte Router, Switches oder Hubs, die für die Weiterleitung von Leitdatenverkehr zwischen Knoten verantwortlich sind, und optional dedizierte Geräte, die für das Konfigurieren und Verwalten des Netzwerks verantwortlich sind, beinhalten. Einige oder alle Knoten in den beschriebenen Netzwerken können ebenso derart angepasst sein, dass sie als Router fungieren, um den zwischen anderen Netzwerkgeräten gesendeten Datenverkehr zu leiten. Knoten der beschriebenen Netzwerke können drahtgebunden oder drahtlos miteinander verbunden sein, und sie können unterschiedliche Routing- und Transferfunktionen aufweisen.
Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Knoten“ auf einen Verbindungspunkt, einen Umverteilungspunkt oder einen Kommunikationsendpunkt. Ein Knoten kann ein beliebiges Gerät oder System (z. B. ein Computersystem) sein, das Informationen senden, empfangen oder weiterleiten kann. Beispielsweise sind Endgeräte oder Endsysteme, die eine Nachricht erstellen oder letztendlich empfangen, Knoten. Zwischengeräte, die die Nachricht empfangen und weiterleiten (z. B. zwischen zwei Endgeräten), werden im Allgemeinen auch als „Knoten“ betrachtet.
Eine „Kommunikationsverbindung“ oder „Verbindung“ ist ein Weg oder ein Medium, um zwei oder mehr Knoten zu verbinden. Eine Verbindung kann eine physische Verbindung oder eine logische Verbindung sein. Eine physische Verbindung ist die Schnittstelle oder das/die Medium/Medien, über die/das Informationen übertragen werden, und kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Beispielhafte physische Verbindung beinhalten (i) drahtgebundene Verbindungen wie Kabel mit einem Leiter zur Übertragung elektrischer Energie oder eine Glasfaserverbindung zur Übertragung von Licht und (ii) drahtlose Verbindungen wie drahtlose elektromagnetische Signale, die Informationen über Änderungen an einer oder mehreren Eigenschaften elektromagnetischer Wellen führen. Eine drahtlose Verbindung kann ein drahtloses elektromagnetisches Signal sein, das Informationen über Änderungen an einer oder mehreren Eigenschaften einer oder mehrerer elektromagnetischer Wellen trägt. Ein drahtloses elektromagnetisches Signal kann eine Mikrowelle oder eine Funkwelle sein und kann als Hochfrequenz- bzw. „HF“-Signal bezeichnet werden.
Eine logische Verknüpfung zwischen zwei oder mehr Knoten stellt eine Abstraktion der zugrunde liegenden physischen Verknüpfungen oder Zwischenknoten dar, die die zwei oder mehr Knoten verbinden. Beispielsweise können zwei oder mehr Knoten über eine logische Verbindung logisch gekoppelt sein. Die logische Verbindung kann über eine beliebige Kombination von physischen Verbindungen und Zwischenknoten (z. B. Router, Switches oder andere Vernetzungsgerätschaft) hergestellt werden.
Eine Verbindung wird manchmal als „Kommunikationskanal“ bezeichnet. In einem drahtlosen Kommunikationssystem bezieht sich der Begriff „Kommunikationskanal‟ (oder nur „Kanal“) im Allgemeinen auf eine bestimmte Frequenz oder ein bestimmtes Frequenzband. Ein Trägersignal (oder eine Trägerwelle) kann mit der bestimmten Frequenz oder innerhalb des bestimmten Frequenzbandes des Kanals übertragen werden. In einigen Fällen können mehrere Signale über ein einzelnes Band / einen einzelnen Kanal übertragen werden. Zum Beispiel können Signale manchmal gleichzeitig über ein einzelnes Band / einen einzelnen Kanal über verschiedene Unterbänder oder Unterkanäle übertragen werden. Als ein anderes Beispiel können Signale manchmal über dasselbe Band übertragen werden, indem Zeitschlitze zugewiesen werden, über die jeweilige Sender und Empfänger das betreffende Band verwenden.
Der Ausdruck „Speicher“ oder „Speichergerät“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein System oder Gerät, das computerlesbare Medien oder ein Medium („CRM“) beinhaltet. „CRM“ bezieht sich auf ein Medium oder Medien, auf die das betreffende Computersystem zugreifen kann, um Informationen zu platzieren, zu behalten oder abzurufen (z. B. Daten, computerlesbare Anweisungen, Programmmodule, Anwendungen, Routinen usw.). Man beachte, dass sich „CRM“ auf Medien bezieht, die nichtflüchtiger Art sind, und sich nicht auf körperlose transitorische Signale wie Funkwellen bezieht.
Das CRM kann in jeder Technologie, jedem Gerät oder jeder Gruppe von Geräten implementiert werden, die in dem relevanten Computersystem beinhaltet sind oder mit dem relevanten Computersystem in Kommunikation stehen. Das CRM kann flüchtige oder nichtflüchtige Medien sowie Wechselmedien oder nichtentfernbare Medien beinhalten. Das CRM kann RAM, ROM, EEPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digital Versatile Disks (DVD) oder andere optische Festplattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichergeräte oder irgendein anderes Medium beinhalten, das zum Speichern von Informationen verwendet werden kann und auf das das Rechensystem zugreifen kann, ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein. Das CRM kann kommunikativ mit einem Systembus gekoppelt sein, wodurch die Kommunikation zwischen dem CRM und anderen mit dem Systembus verbundenen Systemen oder Komponenten ermöglicht wird. In einigen Implementierungen kann das CRM über eine Speicherschnittstelle (z. B. eine Speichersteuerung) mit dem Systembus gekoppelt sein. Eine Speicherschnittstelle ist eine Schaltung, die den Datenfluss zwischen dem CRM und dem Systembus verwaltet.
Die verschiedenen Vorgänge der hier beschriebenen beispielhaften Verfahren (z. B. der Verfahren 400, 500 und 700) können mindestens teilweise von einem oder mehreren beschriebenen oder implizit offenbarten Steuerungen oder Prozessoren ausgeführt werden. Im Allgemeinen werden die Begriffe „Prozessor“ und „Mikroprozessor“ synonym verwendet und beziehen sich jeweils auf einen Computerprozessor, der zum Abrufen und Ausführen von im Speicher gespeicherten Anweisungen konfiguriert ist.
Durch Ausführen dieser Anweisungen kann der offenbarte bzw. können die offenbarten Prozessor(en) verschiedene Vorgänge oder Funktionen ausführen, die durch die Anweisungen definiert sind. Der offenbarte oder die offenbarten Prozessor(en) kann/können je nach der bestimmten Ausführungsform temporär dazu konfiguriert sein (z. B. durch Anweisungen oder Software), oder permanent dazu konfiguriert sein, die relevanten Betriebsvorgänge oder Funktionen auszuführen (z. B. ein Prozessor für einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis bzw. ASIC). Jeder offenbarte Prozessor kann Teil eines Chipsatzes sein, der zum Beispiel auch eine Speichersteuerung oder eine E/A-Steuerung beinhalten kann. Ein Chipsatz ist eine Sammlung elektronischer Komponenten in einem integrierten Schaltkreis, der typischerweise so konfiguriert ist, dass er E/A- und Speicherverwaltungsfunktionen bereitstellt, sowie mehrerer Universal- oder Spezialregister, Zeitgeber usw. Im Allgemeinen können ein oder mehrere der beschriebenen Prozessoren über einen Systembus kommunikativ mit anderen Komponenten (wie Speichergeräten und E/A-Geräten) verbunden werden.
Die Leistung bestimmter der Vorgänge kann auf den einen oder die mehreren Prozessoren verteilt werden, die sich nicht nur auf einer einzelnen Maschine befinden, sondern auf mehreren Maschinen bereitgestellt werden. Wenn zum Beispiel beschrieben wird, dass ein einzelner Prozessor einen Satz von Vorgängen ausführt, versteht es sich, dass mehrere Prozessoren den Satz von Vorgängen in einigen Ausführungsformen gemäß einer beliebigen gewünschten Verteilung über die mehreren Prozessoren ausführen können. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können sich der eine oder die mehreren Prozessoren an einem einzelnen Standort befinden (z. B. in einer Heimumgebung, einer Büroumgebung oder als Serverfarm), während in anderen Ausführungsformen die Prozessoren auf eine Reihe von Standorten verteilt sein können.
Wörter wie „Verarbeiten“, „Rechnen“, „Berechnen“ „Bestimmen“, „Darbieten“, „Anzeigen“ oder dergleichen können sich auf Aktionen oder Prozesse einer Maschine (z. B. eines Computers) beziehen, die als physische (z. B. elektronische, magnetische oder optische) Größen dargestellte Daten manipuliert oder umwandelt innerhalb eines oder mehrerer Speicher (z. B. flüchtiger Speicher, nichtflüchtiger Speicher oder eine Kombination davon), Register oder anderer Maschinenkomponenten, die Informationen empfangen, speichern, übertragen oder anzeigen.
Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich eine in dieser Offenbarung beschriebene „Routine“ oder „Anwendung“ auf einen Satz computerlesbarer Anweisungen, die auf einem CRM gespeichert werden können. Beispielsweise kann das Tool 45 eine Routine sein, die in einem CRM gespeichert ist. Allgemein speichert das CRM computerlesbaren Code („Code“), der die Anweisungen darstellt oder diesen entspricht, und der Code ist dazu ausgelegt, von einem Prozessor ausgeführt zu werden, um die Funktionen zu ermöglichen, die als durch die Routine oder Anwendung dargestellt oder ihr zugeordnet beschrieben werden. Jede Routine oder Anwendung kann über eine eigenständige ausführbare Datei, eine Suite oder ein Bündel ausführbarer Dateien, eine oder mehrere nichtausführbare Dateien, die von einer ausführbaren Datei oder einem ausführbaren Programm verwendet werden, oder eine Kombination davon implementiert werden. In einigen Fällen können, sofern nicht anders angegeben, eine oder mehrere der beschriebenen Routinen in eine(n) oder mehrere(n) EPROM, EEPROM, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), programmierbare Logikgatter (field programmable gate arrays - FPGA) oder anderen Hardware- oder Firmwareelementen fest einprogrammiert sein.

Claims

Verfahren zum Erleichtern des visuellen Designs eines Netzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, wobei das Verfahren umfasst: Anzeigen eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Geräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der einen Satz von Modellgeräten darstellt, die in einem Netzwerkmodell enthalten sind; Erfassen einer Auswahl einer Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich; Berechnen einer oder mehrerer Signalstärken an einer realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition für den Satz von Modellgeräten basierend auf einer Analyse von: (i) der realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition; (ii) realen Positionen jedes Modellgeräts, das in dem Satz von Modellgeräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind; und (iii) drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Modellgeräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind; und Erzeugen und Anzeigen einer vom Benutzer wählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten, die aus einer Vielzahl von potentiellen Modellgeräten ausgewählt werden, die an der Ansichtsbereichsposition platziert und dem Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, wobei die vom Benutzer wählbare Liste erzeugt wird basierend auf: (i) dem berechneten einen oder den berechneten mehreren Signalstärken an der realen Position; und (ii) drahtlosen Signalisierungsattributen der Vielzahl von potentiellen Geräten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: Erfassen einer Auswahl eines ausgewählten Modellgeräts aus der vom Benutzer wählbaren Liste; Reagieren auf das Erfassen der Auswahl durch Hinzufügen eines Gerätesymbols, das das ausgewählte Modellgerät repräsentiert, auf den Ansichtsbereich an der Ansichtsbereichsposition; und Erzeugen des Netzwerkmodells basierend auf Symbolen, die auf dem Ansichtsbereich enthalten sind, sodass das Netzwerkmodell das ausgewählte Modellgerät enthält, und/oder wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Analysieren der einen oder der mehreren Signalstärken, um ein oder mehrere Modellgeräte aus dem Satz von Modellgeräten auszuwählen, die in dem Netzwerkmodell enthalten sind, die die stärksten Signalstärken aufweisen; automatisches Hinzufügen eines oder mehrerer Verknüpfungssymbole zum Ansichtsbereich, die eine oder mehrere Verbindungen darstellen zwischen: (i) dem ausgewählten Modellgerät und (ii) dem einen oder den mehreren Modellgeräten, die aus dem Satz von Modellgeräten ausgewählt wurden, die die stärksten Signalstärken an der realen Position aufweisen; wobei das Erzeugen des Netzwerkmodells basierend auf den auf dem Ansichtsbereich enthaltenen Symbolen das Erzeugen des Netzwerkmodells umfasst, sodass das Netzwerkmodell die eine oder die mehreren Verbindungen enthält zwischen: (i) dem ausgewählten Modellgerät und (ii) dem einen oder den mehreren ausgewählten Modellgeräten aus der Gruppe der Modellgeräte, die die stärksten Signalstärken an der realen Position aufweisen, und/oder wobei das Verfahren ferner einschließt: Erkennen, dass die Signalstärken für das eine ausgewählte oder die mehreren ausgewählten Modellgeräte unter einem Schwellenwert liegen; als Reaktion auf das Erkennen, dass die Signalstärken unter dem Schwellenwert liegen, automatisches Hinzufügen eines Zwischengerätesymbols zu dem Ansichtsbereich, welches ein Zwischengerät darstellt; wobei das automatische Hinzufügen des einen oder der mehreren Verknüpfungssymbole zu dem Ansichtsbereich das Hinzufügen (i) eines ersten Verknüpfungssymbols zwischen dem Gerätesymbol, das das ausgewählte Modellgerät repräsentiert, und dem Zwischengerätesymbol und (ii) eines zweiten Verknüpfungssymbols zwischen dem Zwischengerätesymbol und dem Satz von Gerätesymbolen umfasst, die sich auf dem Ansichtsbereich befanden, bevor das Gerätesymbol, das das ausgewählte Gerät darstellt, hinzugefügt wurde; wobei das Erzeugen des Netzwerkmodells das Erzeugen des Netzwerkmodells umfasst, sodass das Netzwerkmodell (i) das Modellzwischengerät und (ii) eine erste und eine zweite Verknüpfung umfasst, die dem ersten und dem zweiten Verknüpfungssymbol entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere nach Anspruch 2, wobei das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken umfasst: (i) Empfangen einer benutzerdefinierten Höhe für das ausgewählte Modellgerät; und (ii) Berechnen einer oder mehrerer Distanzen zwischen der realen Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, und den realen Positionen jedes Modellgeräts in dem Satz von Modellgeräten in einer Weise, die die benutzerdefinierte Höhe berücksichtigt, und/oder das ferner das Empfangen einer oder mehrerer gewünschter Höhen der Modellgeräte in dem Satz von Modellgeräten einschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken basierend auf einer Standardhöhe für das Modellgerät umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 1, das ferner das Erkennen, basierend auf der Berechnung der einen oder der mehreren Signalstärken, einschließt, dass die reale Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, außerhalb des Bereichs des Satzes von Modellgeräten liegt; wobei das Erzeugen und Anzeigen der benutzerwählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten das Reagieren auf das Erfassen, dass die reale Position außerhalb der Reichweite ist, durch Erzeugen und Anzeigen eines Modellrepeaters in der benutzerwählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten umfasst.
System zum Erleichtern des visuellen Designs eines Netzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, wobei das Verfahrenssystem umfasst: eine Benutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Benutzereingabekomponente; und einen oder mehrere Prozessoren, die mit der Benutzerschnittstelle verbunden und konfiguriert sind zum: Anzeigen, über die Anzeige, eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Mesh-Netzwerkmodellen von Mesh-Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Mesh-Netzwerke aufgenommen werden sollen; Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; Erfassen, über die Benutzereingabekomponente, einer Auswahl einer Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich; Berechnen einer oder mehrerer Signalstärken an einer realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition für den Satz von Geräten basierend auf einer Analyse von: (i) der realen Position entsprechend der Ansichtsbereichsposition; (ii) realen Positionen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Mesh-Netzwerk enthalten sind; und (iii) drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Mesh-Netzwerk enthalten sind; und Erzeugen und Anzeigen, über die Anzeige, einer vom Benutzer wählbaren Liste von vorgeschlagenen Geräten, die aus einer Vielzahl von potentiellen Geräten ausgewählt werden, die an der Ansichtsbereichsposition platziert und dem Mesh-Netzwerkmodell hinzugefügt werden sollen, wobei die vom Benutzer wählbare Liste erzeugt wird basierend auf: (i) dem berechneten einen oder den berechneten mehreren Signalstärken an der realen Position; und (ii) drahtlosen Signalisierungsattributen der Vielzahl von potentiellen Geräten.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend: Erfassen einer Auswahl eines ausgewählten Modellgeräts aus der vom Benutzer wählbaren Liste; Reagieren auf das Erfassen der Auswahl durch Hinzufügen eines Gerätesymbols, das das ausgewählte Modellgerät repräsentiert, auf den Ansichtsbereich an der Ansichtsbereichsposition; und Erzeugen des Netzwerkmodells basierend auf Symbolen, die auf dem Ansichtsbereich enthalten sind, sodass das Netzwerkmodell das ausgewählte Modellgerät enthält, und/oder ferner umfassend: Analysieren der einen oder der mehreren Signalstärken, um ein oder mehrere Modellgeräte aus dem Satz von Modellgeräten auszuwählen, die in dem Netzwerkmodell enthalten sind, die die stärksten Signalstärken aufweisen; automatisches Hinzufügen eines oder mehrerer Verknüpfungssymbole zum Ansichtsbereich, die eine oder mehrere Verbindungen darstellen zwischen: (i) dem ausgewählten Modellgerät und (ii) dem einen oder den mehreren Modellgeräten, die aus dem Satz von Modellgeräten ausgewählt wurden, die die stärksten Signalstärken an der realen Position aufweisen; wobei das Erzeugen des Netzwerkmodells basierend auf den auf dem Ansichtsbereich enthaltenen Symbolen das Erzeugen des Netzwerkmodells umfasst, sodass das Netzwerkmodell die eine oder die mehreren Verbindungen enthält zwischen: (i) dem ausgewählten Modellgerät und (ii) dem einen oder den mehreren ausgewählten Modellgeräten aus der Gruppe der Modellgeräte, die die stärksten Signalstärken an der realen Position aufweisen, und/oder wobei das System ferner einschließt: Erkennen, dass die Signalstärken für das eine ausgewählte oder die mehreren ausgewählten Modellgeräte unter einem Schwellenwert liegen; als Reaktion auf das Erkennen, dass die Signalstärken unter dem Schwellenwert liegen, automatisches Hinzufügen eines Zwischengerätesymbols zu dem Ansichtsbereich, welches einen Modellrepeater darstellt; wobei das automatische Hinzufügen des einen oder der mehreren Verknüpfungssymbole zu dem Ansichtsbereich das Hinzufügen (i) eines ersten Verknüpfungssymbols zwischen dem Gerätesymbol, das das ausgewählte Modellgerät repräsentiert, und dem Zwischengerätesymbol und (ii) eines zweiten Verknüpfungssymbols zwischen dem Zwischengerätesymbol und dem Satz von Gerätesymbolen umfasst, die sich auf dem Ansichtsbereich befanden, bevor das Gerätesymbol, das das ausgewählte Gerät darstellt, hinzugefügt wurde; wobei das Erzeugen des Netzwerkmodells das Erzeugen des Netzwerkmodells umfasst, sodass das Netzwerkmodell (i) den Modellrepeater und (ii) eine erste und eine zweite Verknüpfung umfasst, die dem ersten und dem zweiten Verknüpfungssymbol entsprechen.
System nach Anspruch 6 oder 7, insbesondere nach Anspruch 6, wobei das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken umfasst: (i) Empfangen einer benutzerdefinierten Höhe für das ausgewählte Modellgerät; und (ii) Berechnen einer oder mehrerer Distanzen zwischen der realen Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, und den realen Positionen jedes Modellgeräts in dem Satz von Modellgeräten in einer Weise, die die benutzerdefinierte Höhe berücksichtigt, und/oder wobei das System ferner das Empfangen einer oder mehrerer gewünschter Höhen der Modellgeräte in dem Satz von Modellgeräten einschließt.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, insbesondere nach Anspruch 6, wobei das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken das Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken basierend auf einer Standardhöhe für das Modellgerät umfasst.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, insbesondere nach Anspruch 6, das ferner das Erkennen, basierend auf der Berechnung der einen oder der mehreren Signalstärken, einschließt, dass die reale Position, die der Ansichtsbereichsposition entspricht, außerhalb des Bereichs des Satzes von Modellgeräten liegt; wobei das Erzeugen und Anzeigen der benutzerwählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten das Reagieren auf das Erfassen, dass die reale Position außerhalb der Reichweite ist, durch Erzeugen und Anzeigen eines Modellrepeaters in der benutzerwählbaren Liste von vorgeschlagenen Modellgeräten umfasst.
Verfahren zum dynamischen Visualisieren potentieller Kommunikationsverbindungen in einer Benutzerschnittstelle zum Entwerfen eines Netzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, wobei das Verfahren umfasst: Anzeigen eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; Erfassen eines Zeigers, der eine Position eines Benutzers an einer ersten Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich darstellt; und dynamisches Anzeigen einer oder mehrerer Signalstärkeangaben, die eine oder mehrere Signalstärken für den Satz von Geräten relativ zum Zeiger darstellen, einschließlich: (i) Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer ersten realen Position, die der ersten Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Geräten; (ii) Anzeigen der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, sodass sie eine erste Eigenschaft besitzen, die die eine oder die mehreren Signalstärken an der ersten realen Position repräsentiert; (iii) Erfassen des Zeigers, der sich von der ersten Ansichtsbereichsposition zu einer zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt; (iv) Reagieren auf das Erfassen der Bewegung des Benutzerzeigerelements durch Neuberechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer zweiten realen Position entsprechend der zweiten Ansichtsbereichsposition; und (v) Aktualisieren der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, um die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken anzuzeigen, wobei die aktualisierte eine oder aktualisierten mehreren Signalstärkeangaben eine zweite Eigenschaft aufweisen, die die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken an der zweiten realen Position repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der eine oder die mehreren Signalstärkeindikatoren Linien sind, die ein oder mehrere Signale für den Satz von Geräten darstellen, und/oder wobei die erste Eigenschaft eine erste Farbe ist und wobei die zweite Eigenschaft eine zweite Farbe ist, und/oder wobei das Aktualisieren des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren das allmähliche Ändern des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren von der ersten Farbe in die zweite Farbe umfasst, wenn sich der Punkt von der ersten Ansichtsbereichsposition zu der zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt, und/oder wobei das Aktualisieren des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren das unmittelbare Ändern des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren von der ersten Farbe in die zweite Farbe umfasst, wenn ein Schwellenabstand zwischen der ersten Ansichtsbereichsposition und der zweiten Ansichtsbereichsposition überschritten wird, und/oder wobei jeder des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren eine Gradientenfärbung aufweist, die die Signalstärke an mehreren Punkten entlang des Signalstärkeindikators anzeigt, sodass die erste Farbe eine erste Signalstärke repräsentiert und die zweite Farbe eine zweite Signalstärke repräsentiert, die schwächer ist als die erste Signalstärke, und/oder wobei der eine oder die mehreren Signalstärkeindikatoren gepunktet oder gestrichelt sind und wobei die erste Eigenschaft einen ersten Abstand zwischen den Strichen oder Punkten darstellt und die zweite Eigenschaft einen zweiten Abstand darstellt, der größer als der erste Abstand ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, insbesondere nach Anspruch 11, wobei jeder des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren ein Balkendiagramm ist, das eine Signalstärke für ein Gerät darstellt, dem er entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, insbesondere nach Anspruch 11, ferner umfassend: Empfangen, von dem Benutzer, einer gewünschten Höhe eines nächsten auf dem Ansichtsbereich zu platzierenden Geräts; und wobei das Berechnen umfasst: Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an der ersten realen Position basierend auf einer Analyse von: (i) einer oder mehreren Distanzen zwischen der ersten realen Position, entsprechend der Ansichtsbereichsposition, und den realen Positionen von jedem Gerät, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, wobei der eine oder die mehreren Abstände berechnet werden; und (ii) drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der Zeiger ein unsichtbares Benutzerschnittstellenelement ist, das die Position des Benutzers darstellt, und/oder wobei das Anzeigen des Ansichtsbereichs das Anzeigen des Ansichtsbereichs über einen Touchscreen umfasst.
System zum dynamischen Visualisieren potentieller Kommunikationsverbindungen in einer Benutzerschnittstelle zum Entwerfen eines Netzwerks in einer Prozesssteuerungsumgebung, wobei das System umfasst: eine Benutzerschnittstelle mit einer Anzeige und einer Benutzereingabekomponente; und einen oder mehrere Prozessoren, die mit der Benutzerschnittstelle verbunden und konfiguriert sind zum: Anzeigen, über die Anzeige, eines Ansichtsbereichs, der dazu konfiguriert ist, Benutzern das Entwerfen von Netzwerkmodellen von Netzwerken in Prozesssteuerungsumgebungen zu ermöglichen, indem die Benutzer innerhalb des Ansichtsbereichs Symbole platzieren und anordnen, die Netzwerkgeräte und Verknüpfungen darstellen, die in die Netzwerke aufgenommen werden sollen; Erfassen eines Satzes von Gerätesymbolen auf dem Ansichtsbereich, der Geräte darstellt, die in einem Mesh-Netzwerkmodell enthalten sind; Erfassen, über die Benutzereingabekomponente, eines Zeigers, der eine Position eines Benutzers an einer ersten Ansichtsbereichsposition auf dem Ansichtsbereich darstellt; und dynamisches Anzeigen, über die Anzeige, einer oder mehrerer Signalstärkeangaben, die eine oder mehrere Signalstärken für den Satz von Geräten relativ zum Zeiger darstellen, einschließlich: (i) Berechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer ersten realen Position, die der ersten Ansichtsbereichsposition entspricht, für den Satz von Geräten; (ii) Anzeigen der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, sodass sie eine erste Eigenschaft besitzen, die die eine oder die mehreren Signalstärken an der ersten realen Position repräsentiert; (iii) Erfassen des Zeigers, der sich von der ersten Ansichtsbereichsposition zu einer zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt; (iv) Reagieren auf das Erfassen der Bewegung des Benutzerzeigerelements durch Neuberechnen der einen oder der mehreren Signalstärken an einer zweiten realen Position entsprechend der zweiten Ansichtsbereichsposition; und (v) Aktualisieren der einen oder der mehreren Signalstärkeangaben, um die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken anzuzeigen, wobei die aktualisierte eine oder aktualisierten mehreren Signalstärkeangaben eine zweite Eigenschaft aufweisen, die die neuberechnete eine oder die neuberechneten mehreren Signalstärken an der zweiten realen Position repräsentiert.
System nach Anspruch 16, wobei der eine oder die mehreren Signalstärkeindikatoren Linien sind, die ein oder mehrere Signale für den Satz von Geräten darstellen, und/oder wobei die erste Eigenschaft eine erste Farbe ist und wobei die zweite Eigenschaft eine zweite Farbe ist, und/oder wobei das Aktualisieren des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren das allmähliche Ändern des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren von der ersten Farbe in die zweite Farbe umfasst, wenn sich der Punkt von der ersten Ansichtsbereichsposition zu der zweiten Ansichtsbereichsposition bewegt, und/oder wobei das Aktualisieren des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren das unmittelbare Ändern des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren von der ersten Farbe in die zweite Farbe umfasst, wenn ein Schwellenabstand zwischen der ersten Ansichtsbereichsposition und der zweiten Ansichtsbereichsposition überschritten wird, und/oder wobei jeder des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren eine Gradientenfärbung aufweist, die die Signalstärke an mehreren Punkten entlang des Signalstärkeindikators anzeigt, sodass die erste Farbe eine erste Signalstärke repräsentiert und die zweite Farbe eine zweite Signalstärke repräsentiert, die schwächer ist als die erste Signalstärke, und/oder wobei der eine oder die mehreren Signalstärkeindikatoren gepunktet oder gestrichelt sind und wobei die erste Eigenschaft einen ersten Abstand zwischen den Strichen oder Punkten darstellt und die zweite Eigenschaft einen zweiten Abstand darstellt, der größer als der erste Abstand ist.
System nach Anspruch 16 oder 17, insbesondere nach Anspruch 16, wobei jeder des einen oder der mehreren Signalstärkeindikatoren ein Balkendiagramm ist, das eine Signalstärke für ein Gerät darstellt, dem er entspricht.
System nach einem der Ansprüche 16 bis 18, insbesondere nach Anspruch 16, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner dazu konfiguriert sind, über die Benutzereingabekomponente eine gewünschte Höhe eines nächsten auf dem Ansichtsbereich zu platzierenden Geräts zu empfangen; und wobei das Neuberechnen der einen oder mehreren Signalstärken an der zweiten realen Position entsprechend der zweiten Ansichtsbereichsposition umfasst: (i) Berechnen eines oder mehrerer Abstände zwischen der zweiten realen Position und den realen Positionen der Geräte in dem Satz von Geräten; (ii) Analysieren von drahtlosen Signalisierungsattributen jedes Geräts, das in dem Satz von Geräten enthalten ist, die in dem Netzwerk enthalten sind; und (iii) Neuberechnen der einen oder der mehreren Signalstärken basierend auf dem einen oder den mehreren Abständen und den drahtlosen Signalattributen.
System nach einem der Ansprüche 16 bis 19, insbesondere nach Anspruch 16, wobei der Zeiger ein unsichtbares Benutzerschnittstellenelement ist, das die Position des Benutzers darstellt, und/oder wobei die Anzeige ein Touchscreen ist.
Computer-lesbares Speichermedium, welches Instruktionen enthält, die mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder 11 bis 15 zu implementieren, wenn die Instruktionen durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden.