DE69321640T2

DE69321640T2 - Einrichtung zur graphischen Eingabe von Daten

Info

Publication number: DE69321640T2
Application number: DE69321640T
Authority: DE
Inventors: Takashi Imamura; Yukio Takasaki
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: US5757356A; EP0564278A1; DE69321640D1; JPH05282002A; EP0564278B1

Description

Einrichtung zur graphischen Eingabe von Daten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingabedaten-Anzeigenvorrichtung, die an eine Heizvorrichtung angeschlossen ist. Sie ermöglicht es einer Bedienungsperson, Daten eher visuell einzugeben, so daß ein interaktiver Eingabevorgang möglich ist.
Bei Öfen und anderen Heizvorrichtungen werden Temperatursteller/regler (Regelvorrichtungen) verwendet, um die Wärmequellen zu regulieren, um die Wärme auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Die Regelparameter für diese Art von Temperaturregelung umfassen Überschwingungs-, Antwort- und Nachlaufparameter. Wenn die Temperaturregelung fehlerhaft ist, ist es notwendig, an den Regelparametern relative Einstellungen vorzunehmen, die der bestehenden Qualität der Temperaturregelung entsprechen. Wenn beispielsweise ein Proportional-Integral-Differential- (PID)- Regelkreis eingesetzt wird, um die Temperatur zu regeln, wird eine Änderung der relativen Werte eines jeden Parameters und die richtige Einstellung der PID-Verstärkung die Qualität der Temperaturregelung auf den Normalwert zurückbringen.
In der Vergangenheit wurden, wenn die relativen Werte eines jeden der obengenannten Parameter geändert werden mußten, die korrigierten Werte tatsächlich über eine Tastatur eingegeben. Jedoch ist bei der Änderung der relativen Werte die Korrelation der korrigierten Werte mit verschiedenen anderen Parametern zu berücksichtigen. Es ist schwierig und äußerst zeitaufwendig, die auf jeden Parameter anzuwendende relative Korrektur korrelativ zu ermitteln.
Wenn es beispielsweise so ist, daß die Bedienungsperson weiß, daß der Zustand der Temperaturregulierung keinen Nachlauf, starke Überschwingung und eine Antwort umfaßt, die etwas fehlerhaft ist, würde sie die relativen Werte dahingehend modifizieren, daß eine starke Korrektur der Überschwingung und eine geringe Korrektur der Antwort stattfindet. Die korrigierten Werte für Überschwingung und Antwort müssen jedoch korrelativ bestimmt werden. Das Bestimmen einer relativen Korrektur des Werts für jeden Parameter erfordert ein großes Ausmaß an durch Erfahrung erworbenem Können.
Die EP-A-0043201 offenbart ein industrielles Prozeßsystem, bei dem verschiedene Regelparameter als Balkendiagramme auf einer Anzeige angezeigt werden. Wenn die Bedienungsperson den Bildschirm an der Stelle innerhalb eines Balkendiagramms berührt, wird ein Regelsignal erzeugt, das dem Wert des Regelparameters der Position innerhalb des jeweiligen Balkendiagramms entspricht, wobei dieses Regelsignal verwendet wird, um das industrielle Verfahren zu regeln. Die EP-A-0043201 betrifft die Regelung von Heizgeräten. Daher entspricht dieses Dokument dem Oberbegriff von Anspruch 1.
IBM Technical Bulletin, Band 33, Nr. 6A, S.291 und 292 vom November 1990 offenbart die Verwendung einer Maus, um Variablen in Abhängigkeit von der Eingabeposition der Maus auf dem Bildschirm zu modifizieren.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung einer Heizvorrichtung bereitgestellt, umfassend: das Eingeben von Daten, die für die gewünschte korrelierte relative Korrektur einer Vielzahl von Regelparametern repräsentativ sind, durch Auswählen einer Stelle auf einer Bildschirmanzeige;
die Computerberechnung von Ausgangswerten für die korrelierte relative Korrektur eines jeden der Regelparameter auf Basis der eingegebenen Daten;
das Regeln der Heizvorrichtung auf Basis der Ausgangswerte;
dadurch gekennzeichnet, daß:
die Bildschirmanzeige einen Parametereingabebereich aufweist, der durch eine Vielzahl von Achsen definiert ist, wobei jede der Achsen einem jeweiligen Regelparameter entspricht, wodurch mit der Auswahl der Stelle gleichzeitig die Vielzahl von Regelparametern in Abhängigkeit von der Position der Stelle in bezug auf die Achsen ausgewählt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Regelungssystem für eine Heizvorrichtung bereitgestellt, wobei das Regelungssystem umfaßt:
ein Mittei zum Eingeben von Positionsdaten zur Korrektur von Parametern durch Auswählen einer Stelle auf einer Bildschirmanzeige;
Mittel zur Computerberechnung von Ausgangsparameterwerten aus der ausgewählten Stelle;
Mittel zum Ausgeben der Vielzahl von Ausgangsparameterwerten; und
Mittel zum Regeln der Heizvorrichtung auf Basis der Vielzahl von Ausgangswerten;
dadurch gekennzeichnet, daß: die Bildschirmanzeige einen Parametereingabebereich aufweist, der durch eine Vielzahl von Achsen definiert ist, wobei jede der Achsen einem jeweiligen Regelparameter entspricht, und
das Computerberechnungsmittel so angeordnet ist, daß es gleichzeitig eine Vielzahl von Regelparametern auswählt und die Ausgangsparameterwerte in Abhängigkeit von der Position der Stelle in bezug auf die Achsen berechnet.
Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail anhand eines Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das die Struktur der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm der Vorgänge ist, die während der Eingabe stattfinden;
Fig. 3 ein Beispiel für eine Bildschirmanzeige während der Eingabeschritte von Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Beispiel für eine weitere Bildschirmanzeige während der Eingabeschritte von Fig. 2 ist;
Fig. 5 ein Beispiel für eine gemäß vorliegender Erfindung erzeugte graphische Anzeige ist; und
Fig. 6 ein Flußdiagramm der Vorgänge für die Erzeugung der graphischen Anzeige von Fig. 5 ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen, stellt Fig. 1 ein Blockdiagramm dar, das die Konfiguration der vorliegenden Erfindung zeigt. Im speziellen veranschaulicht sie eine Eingabedaten- Anzeigenvorrichtung 1, die eine Eingabeeinheit 2 zum Eingeben der relativen Korrekturen für Eingabeparameter; eine Anzeige 3, eine CPU 4, die vorzugsweise aus einem Mikroprozessor besteht (obwohl jeder geeignete Prozessor eingesetzt werden kann); einen Speicher 5, in dem das Betriebsprogramm für die CPU 4 und verschiedene andere Daten gespeichert sind; eine Übertragungseinheit 6, die die Übertragung der Daten bewirkt; und eine Betätigungseinheit 9 umfaßt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Eingabevorrichtung 1 an einen Temperaturregler 11 angeschlossen, um die Temperatur des Ofens 10 zu regeln.
Die Eingabeeinheit 2 kann jede beliebige Konstruktion haben. Eine bevorzugte Konstruktion umfaßt jedoch eine transparente laminierte Widerstandsfolie für die X/Y- Koordinaten und eine Filmelektrodenfolie unter der Widerstandsfolie. Eine solche Konstruktion erzeugt wirksam einen Digitizer. Ein solcher Digitizer würde ein Signal erzeugen, das für die Koordinaten der Position kodiert, wenn der Druck detektiert wird, der beispielsweise vom Finger einer Bedienungsperson, die diesen Punkt berührt, erzeugt wird. Die Anzeigenvorrichtung ist die Kathodenstrahlröhre (CRT) 3, obwohl jede herkömmlicherweise bekannte Anzeige eingesetzt werden kann. Die obengenannte Eingabeeinheit 2 ist so auf der CRT 3 installiert, daß sie zusammen eine einzige Einheit bilden. Diese kombinierte Einheit, deren Bildschirm sowohl zum Empfangen von Inputs als auch zum Anzeigen fähig ist, stellt die Vorrichtung zur Eingabe der relativen Korrekturen dar. Die CPU 4 dient als Vorrichtung zur Computerberechnung der relativen Werte zur Korrektur. Die CPU 4 empfängt die Eingabepositionsdaten von der Eingabeeinheit 2 und berechnet aus diesen Daten die auszugebenden relativen korrigierten Werte für jeden Parameter. Außerdem regelt sie die Anzeige der relativen Korrekturen eines jeden Parameters an der CRT 3 auf eine Art und Weise, die zeigt, wie diese Korrekturen korreliert sind. Schließlich schickt die CPU 4 Ausgangswerte an die Übertragungseinheit 6 und bewirkt dann, daß diese Werte von Einheit 6 auf den Temperaturregler 11 übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 2 werden die Abläufe der Eingabevorrichtung 1 gezeigt, und die aktuellen Zustandsanzeigen der Vorrichtung werden in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Bei einer beispielhaften Anwendung ist der aktuelle Zustand der Regelung der Temperatur von Ofen 10, wie durch Temperaturregler 11 vermittelt, der folgende: (a) Es liegt kein Nachlauf vor, (b) es liegt beträchtliche Überschwingung vor; und (c) die Antwort ist leicht mangelhaft. Als Ergebnis muß die Bedienungsperson (a) eine starke Korrektur in der Überschwingung und (b) eine geringe Korrektur in der Antwort vornehmen. Es ist keine Korrektur im Nachlauf erforderlich.
Bevor irgendwelche Korrekturdaten eingegeben werden, erscheint die (in Fig. 3 gezeigte) Anfangsanzeige auf dem Bildschirm (Schritt 1). Diese Anzeige zeigt die Verteilung korrelierter Regelungsgrade, die auf die verschiedenen Parameter angewandt werden. Wie in Fig. 3 gezeigt, befindet sich in der Mitte des Bildschirms 30 ein leicht abgeflachter Kreis E mit einem Mittelpunkt G. Von Mittelpunkt G gehen die Überschwingungsachse A, die Antwortachse B und die Nachlaufachse C aus, die den Kreis ungefähr in drei Segmente unterteilen. Mittelpunkt G stellt eine relative Null- Korrektur für jede der Achsen A, B und C dar. Die Punkte, wo die Achsen auf die Peripherie von Kreis E treffen, stellen die maximalen relativen Korrekturen dar. Eingabeeinheit 2, die, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, auf der Oberfläche der CRT 3 montiert ist, weist fixe Koordinatenpositionen auf, die jenen von Kreis E, Mittelpunkt G und den Achsen A, B und C entsprechen.
Unter Einsatz dieser Eingabedaten-Anzeigenvorrichtung und der obigen Regelbedingungen wünscht der Anwender, eine starke Korrektur der Überschwingung und eine geringe Korrektur der Antwort vorzunehmen. Die Bedienungsperson drückt dann Punkt P auf der Oberfläche von Eingabeeinheit 2 (Schritt 2). Dieser Punkt befindet sich in der Fläche in Kreis E zwischen der Überschwingungsachse A und der Antwortachse B. Er befindet sich auch nahe Überschwingungsachse A (wodurch er eine geringe Korrektur in der Antwortachse B darstellt) und nahe der Peripherie von Kreis E für diese Achse. Die zu drückende Position wird intuitiv so gewählt, daß sie der gewünschten Korrektur entspricht. Das Drücken auf Bildschirm 3 bewirkt, daß die Eingabeeinheit 2 ein Signal erzeugt, das die Koordinaten der Position darstellt, die gedrückt worden ist. Wenn das Signal erzeugt ist, wird der Punkt, der berührt wurde, auf CRT 3 angezeigt (Schritt 3). Vektor T, der den Mittelpunkt G als seinen Ausgangspunkt und die Koordinatenposition als seinen Endpunkt hat, wird in seine Vektorkomponenten zerlegt, um den relativen Korrekturwert Pa für Überschwingung und den relativen Korrekturwert Pb für die Antwort zu berechnen. Diese relativen Korrekturwerte werden dann weiter verfeinert, und schließlich werden für den Ausgang bereite relative Korrekturwerte als ganzzahlige Wert von 1 bis 5 berechnet (Schritt 4). In diesem Beispiel beträgt der relative Korrektur-Endwert für den Überschwingungsparameter "3" und für den Antwortparameter "1". Auf Basis dieser Ausgangswerte für die relative Korrektur zeigt die CRT 3, wie in Fig. 4 gezeigt, drei schwarze Dreiecke M auf der Überschwingungsachse A und ein schwarzes Dreieck auf der Antwortachse B an, um die relativen Korrekturwerte darzustellen (Schritt 5).
Wenn die Bedienungsperson die Anzeige sieht, verwendet sie, wenn sie glaubt, daß die obigen Korrekturgradwerte geeignet sind, um den aktuellen Regelungszustand zu berichtigen, die Betätigungseinheit 9, um einen Befehl "Datenübertragung" auszulösen (Schritt 6). Dieser Befehl bewirkt, daß der relative Korrekturwert, der der Anzeige entspricht, an die Datenübertragungseinheit geschickt wird (Schritt 7). Die Korrekturwerte werden dann auf Temperaturregler 11 übertragen. Wenn die Bedienungsperson beim Betrachten der Anzeige den Eindruck hat, daß die Werte nicht korrekt sind, verwendet sie die Betätigungseinheit 9, um einen "Rückstell"-Befehl auszulösen (Schritt 8). Dadurch nimmt der CRT-Bildschirm wieder seine Anfangsanzeige an, und die Bedienungsperson kann dann andere relative Korrekturen eingeben.
Als Folge ermöglicht das Drücken eines einzelnen Punktes an der Eingabeeinheit 2, daß eine Anzahl richtig korrelierter relativer Korrekturwerte an den Temperaturregler 11 abgegeben wird. Weiters können diese Werte vor dem Abgeben durch CRT 3 bestätigt werden. Diese relativen Korrekturwerte stellen dann einen wirksamen Weg dar, den Regelungszustand zu berichtigen.
Bei der oben erörterten Ausführungsform wurden Daten mittels eines Digitizers eingegeben, der auf den Bildschirm von CRT 3 gelegt war. Es wäre aber auch möglich, eine Maus oder eine Tasteneingabe zu verwenden oder einen Cursor zu bewegen, um die Korrekturdaten einzugeben.
Weiters ist die Eingabedaten-Anzeigenvorrichtung 1 üblicherweise von den Vorrichtungen, an die sie angeschlossen ist, wie einem Temperaturregler 11, getrennt. Die vorliegende Erfindung kann jedoch eine Eingabedaten-Anzeigenvorrichtung 1 umfassen, die in die geregelte Anlage eingebaut ist.
Nun auf Fig. 5 Bezug nehmend wird der Graphenanzeigenvorgang gezeigt, der von CRT 3 im oben erörterten Beispiel durchgeführt wird. Dieser Anzeigenvorgang kann durchgeführt werden, bevor die oben erörterten Korrekturwerte abgegeben worden sind. Er wird durch einen Befehl "Graph anzeigen" ausgelöst, der über die Betätigungseinheit 9 eingegeben wird. Der Graph von Fig. 5 basiert auf Temperaturschwankungsdaten, die dem Regelzustand zugeordnet sind (beispielsweise Regeltemperatur, Heiztemperatur und Umgebungstemperatur), die vom Temperaturregler 11 empfangen werden.
Im speziellen zeigt Fig. 5 eine graphische Anzeige mit drei Sätzen von Temperaturdaten (a), (b) und (c), die vom Temperaturregler 11 empfangen werden. Die strichlierte Linie L auf dem Bildschirm löscht jegliche eingeschriebene vertikale Linie (x- Koordinate: n) und schreibt eine Linienbreite nach rechts versetzt eine neue vertikale Linie L auf der Linie ein, wo die alten Daten geschrieben sind, (x-Koordinate: n+1). Die neuesten erhaltenen Daten werden dort eingeschrieben, wo die vertikale Linie gelöscht wurde (x-Koordinate: n).
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das die Vorgänge zur Erzeugung des Graphen von Fig. 5 darstellt. Wenn der Graph eine Rasterlinie V in der Position aufweist, wo die vertikale Linie in Schritt 1 gelöscht wurde, wird diese Rasterlinie V als Schritt 2 eingeschrieben. Linie Y gibt das Bezugsniveau an. Wenn der in den Schritten 1 bis 4 beschriebene Vorgang wiederholt durchgeführt wird, bewegt sich die vertikale Linie L im Lauf der Zeit von links nach rechts auf dem Bildschirm. Während sich Linie L bewegt, werden die alten Daten durch die aktuellsten Daten ersetzt. Diese Art der Anzeige ermöglicht das graphische Anzeigen von Daten im Zeitverlauf mit minimalem Umschreiben.
Wie erklärt, weist die Erfindung eine graphische Anzeige auf, die es der Bedienungsperson ermöglicht, ihre Intuition einzusetzen, um korrelierte relative Korrekturen für eine Anzahl von Parametern einzugeben. Dieses System macht es einfach, richtig korrelierte relative Korrekturen für jeden der Parameter zu erhalten. Sie ermöglicht es, die relativen Korrekturwerte korrelativ zu ermitteln, ohne daß ein großes Können der Bedienungsperson erforderlich ist. Weiters ermöglicht es das Anzeigen der relativen Werte, die angezeigten Daten zu verifizieren, wodurch es der Bedienungsperson ermöglicht wird, die relativen Korrekturen präziser zu ermitteln.
Hierin wird nur eine bevorzugte Ausführungsform spezifisch dargestellt und beschrieben, und es versteht sich, daß im Lichte der obigen Lehren und innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne daß von der Erfindung abgewichen wird.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer Heizvorrichtung (10), umfassend: das Eingeben von Daten, die für die gewünschte korrelierte relative Korrektur einer Vielzahl von Regelparametern repräsentativ sind, durch Auswählen einer Stelle (P) auf einer Bildschirmanzeige (3);

die Computerberechnung (4) von Ausgangswerten für die korrelierte relative Korrektur eines jeden Regelparameters auf Basis der eingegebenen Daten;

das Regeln (11) der Heizvorrichtung (10) auf Basis der Ausgangswerte;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Bildschirmanzeige (3) einen Parametereingabebereich aufweist, der durch eine Vielzahl von Achsen (A, B, C) definiert ist, wobei jede der Achsen (A, B, C) einem jeweiligen Regelparameter entspricht, wodurch mit der Auswahl der Stelle (P) gleichzeitig die Vielzahl von Regelparametern in Abhängigkeit von der Position der Stelle (P) in bezug auf die Achsen (A, B, C) ausgewählt wird.

2. Regelungssystem für eine Heizvorrichtung (10), wobei das Regelungssystem umfaßt:

ein Mittel zum Eingeben von Positionsdaten zur Korrektur von Parametern durch Auswählen einer Stelle auf einer Bildschirmanzeige (3);

Mittel (4) zur Computerberechnung von Ausgangsparameterwerten aus der ausgewählten Stelle;

Mittel (6) zum Ausgeben der Vielzahl von Ausgangsparameterwerten; und

Mittel (11) zum Regeln der Heizvorrichtung (10) auf Basis der Vielzahl von Ausgangswerten;

dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschirmanzeige (3) einen Parametereingabebereich aufweist, der durch eine Vielzahl von Achsen (A, B, C) definiert ist, wobei jede der Achsen (A, B, C) einem jeweiligen Regelparameter entspricht, und

das Computerberechnungsmittel gleichzeitig so angeordnet ist, daß es eine Vielzahl von Regelparametern auswählt und die Ausgangsparameterwerte in Abhängigkeit von der Position der Stelle (P) in bezug auf die Achsen (A, B, C) berechnet.