KR20150044406A - 기구 시뮬레이션 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션 방법에 관한 것이며, 필드 기구의 적어도 하나의 파라미터가 시각화되고 필드 기구의 파라미터화가 가능하게 되며 기구 시뮬레이션이 기구 설명 파일을 기초로 생성되며, 기구 시뮬레이션이 브라우저에서 실행된다.

Description

기구 시뮬레이션 방법{Method of instrument simulation}
본 발명은 필드 기구(field instrument)의 적어도 하나의 파라미터가 시각화되고 필드 기구의 파라미터화(parameterization)가 가능하게 되는 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
본 발명은 예를 들어 트랜스미터(transmitters), 특히 산소 트랜스미터(O2 transmitters), 입자 측정 기구와 같은 연도 가스 분석(flue gas analysis)을 위한 필드 도구, 레이저 스캐너 등과 같은 공정 자동화의 필드 기구에 관한 것이다. 그러한 필드 기구는 그에 의해 필드 기구가 구성되고 파라미터화 되는 일체화된 웹 서버(web server)를 종종 가진다.
알려진 솔루션(solutions)에서, 필드 기구로의 파라미터 데이터 연결이 파라미터 데이터 연결을 이용한 필드 기구의 파라미터화의 목적을 위해 웹 서버로의 연결을 위해 필요하나, 특정 작동 환경에서는 실현될 수 없다.
이 연결에서, 독일 특허 DE 10 2007 062 395 A1 및 DE 10 2009 054 901 A1는, 기구 소프트웨어가 필드 기구로부터 다운로드 되고 사용자 인터페이스가 필드 기구를 파라미터화 하기 위한 필드 기구의 기구 소프트웨어로부터 생성되는, 필드 기구의 파라미터화를 기술한다. 사용자 인터페이스의 생성 이후에, 필드 기구로의 데이터 연결이 방해 받을 수 있고, 설정된 파라미터를 필드 기구로 전달하기 위한 필드 기구의 파라미터화 이후에 데이터 연결이 사용자 인터페이스에 의해 다시 설정될 수 있다. 따라서 데이터 연결은 사용자 인터페이스의 초기화 및 설정된 파라미터의 전달을 위해 필요하다. 따라서 여기서 필드 기구로의 데이터 연결을 없애는 것이 가능하지 않다. 나아가 독일 특허 DE 10 2011 007 384 A1는 파라미터화가 서버 장치로의 인터넷 연결에 의해 가능하다는 것을 기술한다. 따라서 알려진 프로세스는 오프라인에서는 작동하지 않는다.
따라서 필드 기구로의 어떠한 데이터 연결이 없이도 완전하게 작동하는 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션 방법을 제공하는 것이 본 발명의 기본적인 목적이다.
본 발명에 따르면, 이 목적이 청구항 제1항에 따른 방법, 특히 기구 시뮬레이션이 브라우저에서 실행되고 기구 시뮬레이션이 기구 설명 파일(instrument description file)을 기초로 생성되는 방법에 의해서 달성된다.
특히 이것은 본 발명에 따른 방법에서 기구 시뮬레이션이 브라우저에서 표시 및/또는 변경 될 수 있는 사용자 표면을 사용한다는 것을 의미한다. 따라서 기구 시뮬레이션은 특히 웹 기술(web technologies)에 유일하게 기초할 수 있다. 따라서 기구 시뮬레이션이 거의 모든 컴퓨터에서 작동할 수 있는 그 수행을 위한 브라우저를 사용하기 때문에 기구 시뮬레이션을 실행하기 위한 추가 소프트웨어의 설치가 없어질 수 있다. 이 점에서 기구 시뮬레이션은 특히 오프라인 구성, 즉 시뮬레이션된 필드 기구의 파라미터화를 가능하게 한다.
기구 시뮬레이션의 기초를 형성하는 기구 설명 파일은 이 점에서 예를 들어 필드 기구의 개발 또는 생산 시에 준비될 수 있다. 기구 설명 파일은 특히 개발자에 의해 필드 기구의 어떤 파라미터들이 설정될 수 있고 그것들이 어떻게 시각화되어야 하는지를 결정하여 수동으로 준비될 수 있다. 따라서 필드 기구의 적어도 하나의 파라미터화될 수 있는 값 및 그 시각화는 기구 설명 파일에 저장된다. 나아가, 필드 기구의 가능한 측정된 값들이, 예를 들어 랜덤으로 생성된 시뮬레이션 값들의 형태로, 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션에서 보여질 지가 기구 설명 파일에 저장될 수 있다. 따라서 예를 들어 측정 범위, 측정된 값, 측정 간격, 측정 시간 및/또는 기구 시뮬레이션에 의한 서로 다른 함수의 루틴(routines)을 설정하고 시뮬레이션 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 연도 가스 분석을 위한 입자 측정 기구에서, 특정 입자 크기를 위한 개별 측정 간격 및 개별 측정 시간이 설정될 수 있다.
이 점에서 기구 설명 파일이 기구 시뮬레이션이 생성될 컴퓨터에 존재한다. 기구 시뮬레이션의 생성에서, 예를 들어 브라우저에서 실행될 수 있는 HTML 파일 및/또는 스크립트와 같은 설명 파일이 생성된다. 기구 시뮬레이션은 바람직하게는 제조사에서의 개발 진행 동안 한 번 생성된다. 기구 시뮬레이션은 브라우저에서의 오프라인 시뮬레이션을 위해 필요한 모든 데이터를 포함할 수 있다. 기구 설명 파일을 기초로 하는 기구 시뮬레이션의 생성에 의해, 컴퓨터는 필드 기구와의 어떠한 데이터 연결도 필요로 하지 않고, 기구 설명 파일을 기초로 단독으로 기구 시뮬레이션을 생성할 수 있다. 이것이 오프라인 기구 시뮬레이션을 가능하게 한다.
시뮬레이션 될 필드 기구와의 개별적인 데이터 연결이 기구 시뮬레이션의 생성을 위해 필요하지 않기 때문에, 서로 다른 필드 기구의 복수의 서로 다른 기구 시뮬레이션이 예를 들어 훈련 목적 또는 고객 프리젠테이션을 위해 대응하는 기구 설명 파일로부터 또한 생성될 수 있으며 사용될 수 있다. 또한 기구 설명 파일은 미래의 필드 기구의 다른 구성을 테스트하기 위해 필드 기구의 개발에서 간단한 방법으로 변경될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예가 상세한 설명, 도면 및 종속 청구항들에서 주어진다.
유리한 실시예에 따르면, 기구 설명 파일은 마크업 언어, 특히 XML (eXtensible Markup Language)로 쓰여진다. 기구 설명 파일은 마크업 언어의 사용에 의해 플랫폼 독립적(platform-independent)일 수 있으며, 즉 그것은 윈도우(Windows), 리눅스(Linux), 맥(Mac) OS 등과 같은 서로 다른 운영 시스템에서 읽혀질 수 있다. 또한 기구 설명 파일로부터 생성되는 기구 시뮬레이션도 플랫폼 독립적일 수 있다.
기구 설명 파일은 추가적으로 예를 들어 파라미터화를 위해 필드 기구에 직렬 인터페이스(serial interface)를 통해 데이터 연결을 형성하는 소위 엔지니어링 툴(engineering tools)에 사용될 수도 있다.
예를 들어 XML이 마크업 언어로 사용되면, 필드 기구에서 결정될 수 있는 각 측정된 값을 위한 개별 요소가 개별 측정된 값을 위해 제공되는 시각화를 가지는 속성(attribute) 또는 추가 요소(further element)가 그 요소에 함유될 수 있다. 분리된 요소는 유사하게 필드 기구의 개별 출력(예를 들어 측정된 값 출력) 및/또는 개별 작동 요소를 위해 기구 설명 파일에 제공될 수 있다.
예를 들어, 기구 설명 파일은 XML 포맷으로 다음과 같이 설정될 수 있다.
Figure pat00001
0부터 1000 유닛까지의 측정 범위("범위")를 커버하고 0부터 400 유닛까지의 측정 간격이 가능한 산소 트랜스미터(O2 transmitter)는 상기 기구 설명 파일을 위한 순수한 예로 설명된다. 이 점에서 범위가 슬라이더로서 시각화되고 측정 간격은 기구 시뮬레이션에서 텍스트로 시각화된다.
기구 시뮬레이션은 바람직하게는 기구 설명 파일로부터 생성기 프로그램(generator program)에 의해 생성된다. 생성기 프로그램은 이 목적을 위해 기구 설명 파일을 읽을 수 있고(즉 문장 분석을 함(parse)) 기구 설명 파일에 저장된 정보로부터 기구 시뮬레이션을 생성할 수 있으며, 여기서 특히 기구 설명 파일에서 미리 정의된 필드 기구의 설정 가능한 파라미터의 시각화가 생성기 프로그램에 의해 사용자 인터페이스로 수행된다. 생성기 프로그램은 이 목적을 위해 설정 가능한 파라미터의 특정한 시각화가 저장되는 라이브러리(libraries)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 파라미터는 슬라이더, 회전 노브, 텍스트 입력 등에 의해 설정될 수 있다.
생성기 프로그램에 의해 일단 설정되고 예를 들어 필드 기구의 생산자에 의해 생성된 기구 시뮬레이션은 이 점에서 이것을 다시 사용할 수 있도록 저장된 상태로 유지될 수 있다. 바람직하게는 다른 필드 기구의 다른 기구 시뮬레이션 및/또는 다른 기구 설명 파일은 생산자에 의해 소비자에게 제공될 수 있다. 이를 대신하여, 기구 시뮬레이션은 기구 설명 파일의 개별 접근에 대해 분리적으로 준비될 수 있으며, 그에 의해 중간에 일어날 수 있는 기구 설명 파일의 변경이 고려될 수 있다. 생성기 프로그램은 이 목적을 위해 다른 필드 기구의 다른 기구 설명 파일이 개별 다른 기구 시뮬레이션에서 실현될 수 있도록 모듈식으로 또는 유연하게 구성될 수 있다.
바람직하게는 생성기 프로그램은 요구되는 목표 포맷 및/또는 기구 시뮬레이션의 수행을 위해 사용되는 컴퓨터 플랫폼에 매칭된다. 따라서 개별 생성기 프로그램이 개별 컴퓨터 플랫폼의 특정 요구를 고려하는 개별 컴퓨터 플랫폼을 위해 준비될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에 따르면, 기구 시뮬레이션은 HTML 파일(hypertext markup language file) 및/또는 CSS 파일 (cascading style sheet file) 및/또는 JavaScript 파일 및/또는플래쉬 파일(flash file) 및/또는 이미지 파일(image file)을 포함한다. 나아가 기구 시뮬레이션은 비디오 파일(video files), 자바 파일(Java files) 등을 포함할 수 있다. 특히 HTML 파일은 다른 명명된 파일을 참조할 수 있으며, 예를 들어 HTML 파일이 브라우저에 로딩될 때 플래쉬 파일에 접근할 수 있다. HTML 파일 대신에, 브라우저에 의해 해석될 수 있는 다른 임의의 파일 포맷이 생성기 프로그램에 의해 생성될 수 있다.
이를 대신하여, 생성기 프로그램은 브라우저에 의해 수행되고 그 작용을 확장하는 브라우저 플러그-인을 생성할 수도 있다. 브라우저의 작용 능력은 기구 시뮬레이션이 브라우저에 의해 시각화될 수 있도록 브라우저 플러그-인에 의해 확장될 수 있다.
기구 시뮬레이션은 브라우저의 컴퓨터 플랫폼에서 수행될 수 있으며, 이는 클라이언트 사이드에서 수행되는 웹 어플리케이션이다.
추가적인 유리한 실시예에 따르면, 기구 시뮬레이션의 파일은 기구 시뮬레이션을 수행하기 위해 압축 해제되는 아카이브 파일에 압축된다. 예를 들어 아카이브 파일은 ZIP 포맷, RAR 포맷(Roshal archive), 또는 자체 풀림 아카이브(self-extracting archive), 예를 들어 실행 가능한 EXE 파일로 존재할 수 있다. 따라서 생성기 프로그램은 개별 파일 대신에 아카이브 파일을 생성할 수도 있고 아카이브 파일은 그리고 나서 기구 시뮬레이션이 수행될 때 압축 해제된다.
추가적인 유리한 실시예에 따르면, 기구 시뮬레이션 파일은 국지적으로 저장된다. 이것은 기구 시뮬레이션 파일이 브라우저를 실행하는 컴퓨터 플랫폼에 저장된다는 것을 의미한다.
추가적인 유리한 실시예에 따르면, 기구 시뮬레이션 파일이 서버에 저장되고 서버에 의해 접근된다. 브라우저를 실행하는 컴퓨터는, 컴퓨터가 서버로의 데이터 연결을 가진다면, 대신에 또는 추가적으로 서버로부터 기구 시뮬레이션 파일에 접근할 수 있다.
추가로, 기구 시뮬레이션은 모바일 장치 및/또는 브라우저 플러그-인을 위한 응용 소프트웨어로 존재할 수 있다. 생성기 프로그램은 대신에 또는 추가적으로 모바일 장치 (app) 및/또는 브라우저 플러그-인을 위한 응용 소프트웨어로서 기구 시뮬레이션을 생성할 수 있으며, 이때 생성기 프로그램에 의해 생성된 모든 기구 시뮬레이션들이 동일한 기구 설명 파일을 기초로 생성된다면 동일한 작용 크기를 실질적으로 갖는다. 예를 들어 기구 시뮬레이션은 안드로이드 운영 시스템(Android operating system), IOS 운영 시스템, Firefox 브라우저, 크롬(Chrome) 부라우저, 등을 위해 존재할 수 있다.
특히 필드 기구의 수행된 파라미터화는 바람직하게는 서버에 및/또는 국지적으로 저장된다. 실행된 파라미터화, 즉 구성 셋팅(configuration settings)은 서버로 전달되어 거기에 저장될 수 있다.
추가적인 유리한 실시예에 따르면, 실행된 파라미터화는 국지적으로 저장되고, 즉 쿠키, 로칼 저장소(local storage)와 같은 브라우저 자체의 메커니즘 또는 국지적으로 접근 가능한 메모리에 브라우저 플러그-인에 의해 저장된다. 저장된 파라미터화는 파라미터화를 계속하거나 수정하기 위해 기구 시뮬레이션의 사후의 추가적인 사용 시에 다시 로딩될 수 있다.
예를 들어 기구 시뮬레이션이 훈련 목적을 위해 또는 판매 이벤트를 위해 사용된다면, 수행된 파라미터화는 단지 저장되거나 다시 삭제되거나 사용 후에 버려진다.
이를 대신하여, 실행된 파라미터화는 필드 기구로 전달된다. 예를 들어 이것은 실제 필드 기구에서 실행된 파라미터화를 테스트하기 위해 일어날 수 있다. 예를 들어, 파라미터화는 USB 메모리 스틱(USB memory stick)에 저장될 수 있고 USB 메모리 스틱을 필드 기구에 삽입하는 것에 의해 필드 기구로 전달될 수 있다. 필드 기구의 파라미터화는 존재해야만 하는 필드 기구로의 직접적인 데이터 연결 없이 이러한 방식으로 수행될 수 있다. USB 메모리 스틱에 저장된 파라미터화가 순차적으로 복수의 필드 기구로 전달되면, 이들 필드 기구들이 동일한 셋팅의 동일한 기초에서 작동한다는 것이 보장될 수 있다. 이것은 특히, 필드 기구의 파라미터화가 그 설치 전에 즉 오프라인으로 이미 발생하기 때문에, 새로운 필드 기구를 예를 들어 존재하는 플랜트(plant)에 설치할 시에 유익하다.
실행된 파라미터화는 직접적인 데이터 통신, 예를 들어 이더넷(Ethernet), 인터넷(Internet), 및/또는 필드 버스(filed bus)를 통해 필드 기구로 선택적으로 전달될 수 있다. 파라미터화는 필드 기구의 직렬 인터페이스를 통해, 예를 들어 엔지니어링 툴(engineering tool)을 사용하여, 필드 기구로 동등하게 전달될 수 있다.
순전히 예로써, 따라서 기구 시뮬레이션은 필드 기구의 어떤 파라미터가 설정될 수 있고 시각화될 수 있는지가 저장되어 있는 기구 설명 파일에 최초로 구비되도록 생성될 수 있다. 기구 설명 파일은 생성기 프로그램에 의해 예를 들어 아카이브, HTML 파일, 및 아카이브에 저장되어 있는 JavaScript 애플리케이션에 의해 사후에 실행될 수 있다. HTML 파일은 JavaScript 애플리케이션을 참조할 수 있으며, 이때 JavaScript 애플리케이션은 브라우저에서 HTML파일을 접근하는 것에 의해 수행되고 기구 시뮬레이션은 HTML파일과 함께 보여진다. 사용자는 브라우저에서 기구 시뮬레이션에 접근할 수 있으며 그의 소망에 따라 필드 기구를 파라미터화하기 위해 그것을 사용할 수 있다. 변경된 파라미터들은 국지적으로 저장되거나 서버에 저장될 수 있고 브라우저에 의해 직접적으로, 예를 들어 실제 필드 기구의 파라미터화의 실질적 변경을 위해 USB 메모리 스틱에 의해 필드 기구로 전달될 수 있다.
본 발명이 이하에서 첨부된 도면을 참조로 예시적으로 설명될 것이다. 도 1은 브라우저(browser)에 의해 표시되는 오프라인 기구 시뮬레이션의 사용자 인터페이스의 개략적 도시이다.
브라우저 윈도우(browser window)(10)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며, 거기서 기구 시뮬레이션(14)이 저장되어 있는 로컬 HTML 파일(Simulation.html)이 브라우저 윈도우(10)의 어드레스 라인(address line)(12)에서 접근 가능하다. 기구 시뮬레이션(14)은 필드 기구(도시되지 않음)의 가상 표시(virtual representation)을 나타내고, 필드 기구의 파라미터를 보여주고, 보여진 파라미터의 변화를 허용한다.
기구 시뮬레이션(14)은 그에 의해 측정 간격이 예를 들어 밀리세컨드(millisecond) 단위로 설정될 수 있는 시각화된 로터리 노브(visualized rotary knob)(16)를 포함한다. 설정된 측정 간격은 제1 텍스트 박스(18)에 표시된다.
필드 기구의 측정 범위는 슬라이더(slider)(20)에 의해 설정될 수 있으며, 현재 선택된 측정 범위 상한(upper measurement range limit)이 제2 텍스트 박스(22)에 나타나 있다.
기구 시뮬레이션(14)은 필드 기구의 시뮬레이션된 측정된 값이 보여지는 그래프(24)의 표시를 더 포함한다. 시뮬레이션된 측정된 값은 예를 들어 도시의 목적으로 위해 기구 시뮬레이션(14)에 의해 무작위로 생성될 수 있다.
그래프(24)에 도시된 값은 세 개의 텍스트 박스를 포함하는 셋팅 레인지(setting range)(26)에 의해 선택될 수 있다.
10 브라우저 윈도우(browser window)
12 주소 라인(address line)
14 기구 시뮬레이션(instrument simulation)
16 로터리 노브(rotary knob)
18 제1 텍스트 박스(first text box)
20 슬라이더(slider)
22 제2 텍스트 박스(second text box)
24 그래프
26 셋팅 레인지(setting range)

Claims (11)

  1. 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션 방법으로서,
    상기 필드기구의 적어도 하나의 파라미터가 디스플레이 유닛에 시각화되고 상기 필드 기구의 파라미터화가 가능하게 되고 상기 기구 시뮬레이션(14)은 기구 설명 파일을 기초로 생성되며, 상기 기구 시뮬레이션(14)은 브라우저(10)에서 실행되는 필드 기구의 오프라인 기구 시뮬레이션 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 기구 설명 파일은 마크업 언어(markup language), 특히 XML로 쓰여지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)은 상기 기구 설명 파일의 생성기 프로그램(generator program)에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 생성기 프로그램은 요구되는 목표 포맷 및/또는 상기 기구 시뮬레이션(14)의 실행을 위해 사용되는 컴퓨터 플랫폼에 매칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 전기 청구항들 중 어느 한 항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)은 HTML 파일 및/또는 CSS 파일 및/또는 JavaScript 파일 및/또는 플래쉬 파일 및/또는 이미지 파일을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)의 파일들은 상기 기구 시뮬레이션(14)의 실행을 위해 압축 해제되는(unpacked) 아카이브 파일(archive file)에 압축되는(packed) 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 전기 청구항들 중 어느 한 항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)의 파일들은 국지적으로 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 전기 청구항들 중 어느 한 항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)의 파일들은 서버에 저장되고 상기 서버로부터 접근될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 전기 청구항들 중 어느 한 항에서,
    상기 기구 시뮬레이션(14)은 모바일 장치 및/또는 브라우저 플러그-인(browser plug-in)으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 전기 청구항들 중 어느 한 항에서,
    상기 필드 기구의 실행된 파라미터화는 특히 서버에 저장되고/저장되거나 국지적으로 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 실행된 파라미터화는 쿠키(cookies), 로컬 스토리지(local storage)와 같은 브라우저 자체 메커니즘에 의해 저장되거나 국지적으로 접근 가능한 메모리에 브라우저 플러그-인에 의해 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
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