DE102005058564B4 - Drahtlose handgehaltene Kommunikationseinrichtung in einer Prozesssteuerungsumgebung - Google Patents

Drahtlose handgehaltene Kommunikationseinrichtung in einer Prozesssteuerungsumgebung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Kommunizieren mit einem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) in einer Prozesssteuerungsumgebung, welches umfasst: – Empfangen von Positionsinformationen von einer GPS-Einheit (47) einer handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330); – Verwenden der Positionsinformationen zur Identifizierung des Feldgeräts (411, 412, 424, 454, 464); – drahtloses Kommunizieren zwischen der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) und einem Depotspeicher (395), so dass die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) Kommunikationsinformationen erhält, die Kommunikationsdaten für eine wechselseitige drahtlose Kommunikation mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über ein wechselseitiges drahtloses Kommunikationsprotokoll definieren und von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) benötigt werden, um mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) mittels des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren; – Speichern von Kommunikationsinformationen in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330), und – drahtloses Kommunizieren zwischen der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) und dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung der Kommunikationsdaten und des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Depotspeicher (395) vor dem drahtlosen Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) erfolgt.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Prozesssteuerungssysteme und insbesondere die Verwendung eines tragbaren Computers, um eine verbesserte drahtlose Unterstützung in einer Prozesssteuerungsumgebung zu bereitzustellen.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Prozesssteuerungssysteme, beispielsweise solche, die in chemischen Prozessen, der Mineralölverarbeitung oder weiteren Prozessen verwendet werden, schließen im Allgemeinen eine zentrale Prozesssteuereinrichtung ein, die mit mindestens einem Host oder einer Bedienerworkstation und zu einem oder mehreren Feldgeräten über analoge, digitale oder kombiniert analog/digitale Busse kommunikativ verbunden ist. Die Feldgeräte, das können z. B. Ventile, Ventilstellungsregler, Schalter, Sensoren (z. B. Temperatur-, Druck- oder Durchflussmengensensoren), etc. sein, führen Steuerfunktionen im Prozess, wie z. B. Öffnen oder Schließen von Ventilen und Messen von Prozessparametern aus. Im Allgemeinen empfängt die Prozesssteuerung Signale, die Prozessmessungen bezeichnen, die vom Feldgerät und/oder weitere die Feldgeräte betreffende Informationen bezeichnen, und verwendet diese Informationen, um eine Steuerroutine zu implementieren und erzeugt dann Steuersignale, die über die Busse zu den Feldgeräten gesendet werden, um den Ablauf des Prozesses zu steuern. Informationen vom Feldgerät und der Steuerung werden typischerweise einer oder mehreren Anwendungen zur Verfügung gestellt, die von der Bedienerworkstation ausgeführt werden, wie z. B. das Anzeigen des gegenwärtigen Prozessstatus, das Modifizieren des Prozessablaufs, das Ausführen von Diagnoseaktivitäten, das Optimieren der Prozesse, das Verwalten von Prozesswarnungen und -alarmen, das Ausführen von Batch-Aktivitäten, etc.
  • US 2004/0201602 A1 beschreibt ein Tablet-Computersystem für industrielle Fertigungssysteme, mit dessen Hilfe Prozesse und Anwendungen gesteuert werden können. Das Tablet verwendet eine drahtlose Kommunikation und kann mittels Strichcode und RFID Leser Maschinen des Fertigungssystems identifizieren.
  • DE 101 29 189 A1 betrifft eine mobile Bedieneinheit zur Steuerung mehrerer Maschinen, wobei die Bedieneinheit Maschinen mittels bidirektionaler Kommunikation steuert. Die Bedieneinheit kann relevante Daten zur Steuerung der Maschine direkt von der Maschine oder von einem zentralen Speicher abrufen.
  • Während eine Bedienperson oder ein Techniker auf eine große Anzahl an Informationstypen in Bezug auf das Prozesssteuerungssystem und den einzelnen Geräten darin (z. B. Hilfe-, Diagnose-, Set-up- und Konfigurationsinformationen) unter Verwendung des Host oder der Bedienerworkstation, zugreifen kann, gibt es viele Prozesssteueraktivitäten, die einen Techniker erfordern, um in die eigentliche Anlage zugehen, wo kein Host oder Prozesssteuerungssystem vorhanden ist. Solche Aktivitäten umfassen, z. B. visuelles Untersuchen eines Prozesssteuergerätes oder -bereichs, Verbinden von Geräten oder Bussen innerhalb der Prozesssteuerungsumgebung, Vornehmen manueller Messen, Fehlersuche, Reparieren und Ersetzen von Feldgeräten, etc. In diesen Fällen kann die Bedienperson oder der Techniker Handbücher in Bezug auf die in der Anlage auszuführende Funktion mitnehmen und jegliche benötigte Information vor Ort nachschlagen. Dieser Prozess kann sehr mühsam sein. Es ist wahrscheinlicher, dass der Techniker ein- oder mehrmals zum Arbeitsplatz der Bedienperson zurückkehrt, um jegliche Informationen nachzusehen, die er während dem Verlauf der Ausführung der gewünschten Aktivität benötigt, was sehr zeitaufwendig und fehleranfällig ist. Weitere Male wird der Techniker ein Funkgerät oder Walkie-Talkie in die Anlage mitnehmen und über das Funkgerät mit einer Bedienperson kommunizieren, die sich an der Bedienerworkstation befindet, um jegliche benötigte Information zu erhalten. Jedoch ist die Menge an Informationen, die über das Funkgerät erhalten werden können, begrenzt und fehleranfällig, da dies auf menschlicher Kommunikation basiert. Außerdem macht das Verwenden eines Funkgerätes das Ausführen gewisser Funktionen, beispielsweise das Reparieren eines Gerätes viel mühsamer und schwieriger, weil der Techniker üblicherweise das Funkgerät mit seinen Händen trägt und bedient.
  • Mit dem Aufkommen kleinerer elektronischer Bauteile sind tragbare Computer in Form von wearable (am Körper tragbaren) und/oder handgehaltenen Computern leichter erhältlich geworden. Ein wearable und/oder. handgehaltener Computer schließt im Allgemeinen einen üblichen Zentralprozessor (CPU) und einen Speicher ein, die in einem kleinen Gehäuse eingeschlossen sind, das man in einer Tasche an einem Gurt oder Gurtzeug platzieren kann, der/das vom Anwender (hier auch als ”Trageperson” bezeichnet) getragen wird und das gestaltet ist, um das Tragen des wearable Computers so bequem wie möglich zu machen. In einigen Fällen kann ein handgehaltener Computer, z. B. ein persönlicher Datenassistent (PDA) in der Hand getragen werden, in einem Gürtel oder einer Tasche getragen werden oder in einer weiteren Weise vom Anwender getragen werden. Beispielsweise kann ein Anwender ein PDA in einer Halterung (am Körper) tragen, während er zu einem bestimmten Ort in einer Prozessanlage geht, und wenn er an diesem Ort ankommt, kann er das PDA aus der Halterung nehmen und anfangen dieses als handgehaltenen Computer zu benutzen. Batterien für die Stromversorgung eines wearable und/oder handgehaltenen Computers sich können in einer weiteren Tasche in einem Gurtzeug oder in einem integrierten Fach des Computergehäuses befinden. Peripheriegeräte, wie beispielsweise Diskettenlaufwerke, Festplatten, PCMCIA-Slots, Mikrofone, Strichcodelesegeräte und Tastaturgeräte können mit der CPU über entsprechende Drähte oder Busse kommunikativ verbunden sein und, falls erforderlich, können eine oder mehrere dieser Peripheriegeräte im Gurtzeug platziert sein oder mit diesem verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann eines oder mehrere dieser Peripheriegeräte im tragbaren Computer (z. B. einem handgehaltenen und/oder wearable Computer) integriert sein. Es wurde auch vorgeschlagen ein „Heads up Display” (HUD) bereitzustellen, das vom Anwender des wearable Computers getragen wird, um dem Anwender oder der Trägerperson eine visuelle Schnittstelle zu bieten. Ein wearable Computer stellt dadurch tragbare Rechenleistung und Speicher für einen Anwender bereit und, weil ein wearable Computer am Körper getragen wird, anstatt vom Anwender in der Hand getragen wird, braucht er die Hände nur, um die Tastatur oder für weitere Eingabegeräte zu betätigen. Selbstverständlich kann ein handgehaltener Computer wie z. B. ein PDA bequem zu einem Ort einer Anlage in einer Tasche vom Anwender getragenen Tasche mitgeführt werden oder es kann in der Hand getragen werden, wenn erwünscht. Ein Anwender kann dann den handgehaltenen Computer in einer Halterung tragen oder ihn unter Verwendung einer eingebauten Stütze absetzen, falls eine solche vorhanden ist, um das Verwenden beider Hände zu erlauben.
  • Während bisher vorgeschlagen wurde, tragbare Computer in Umgebungen wie Büroumgebungen zu verwenden, wird angenommen, dass bisher weder ein wearable Computer noch ein handgehaltener Computer wie z. B. ein PDA in ein Prozesssteuerungssystem integriert und in diesem verwendet wurde, um die Fähigkeiten einer Bedienperson oder eines Technikers zu vergrößern, um Geräte zu identifizieren und weitere Funktionen in einer Prozesssteuerungsumgebung auszuführen. Außerdem erfordern die meisten tragbaren Computer die Verwendung einer Art von handbetätigtem Eingabegeräte, wie beispielsweise einer Tastatur oder eines Twiddlers (Minitastatur). Während diese Geräte typischerweise ergonomisch konstruiert sind, um so wenig mühsam wie möglich zu sein, muss die Trägerperson bei diesen Geräten immer noch die Hände verwenden, um Informationen oder Daten einzugeben. In einer Prozesssteuerungsumgebung muss jedoch ein Techniker typischerweise beide Hände frei haben, um komplexe Operationen auszuführen, wie beispielsweise Kalibrieren und Reparieren von Geräten, Verbinden von Geräten im Prozesssteuerungssystem, etc.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Ein tragbarer Computer zur Verwendung in einer Prozessumgebung mit einem Prozesssteuerungssystem darin kann ein Gehäuse, das für tragbare Bedienung angepasst ist, eine Verarbeitungseinheit, die im Gehäuse angeordnet ist, einen computerlesbaren Speicher, der im Gehäuse angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, und eine Anzeige einschließen, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist. Zusätzlich kann der tragbare Computer ein Eingabegerät einschließen, das ein Eingabesignal an die Verarbeitungseinheit liefert, und eine Softwareroutinematrize verarbeitet das Eingabesignal und stellt Informationen, die zum Prozesssteuersystem gehören über die Anzeige zur Verfügung.
  • Alternativ oder zusätzlich, kann ein tragbarer Computer zur Verwendung in einem Prozesssteuerungssystem mit einem Host-System ein Gehäuse, das zur handgehaltenen Bedienung angepasst ist, eine Verarbeitungseinheit, die im Gehäuse angeordnet ist und einen computerlesbaren Speicher, der im Gehäuse angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, einschließen. Zusätzlich kann der tragbare Computer eine Anzeige im Gehäuse angeordnet und mit der Verarbeitungseinheit verbunden, ein Keypad im Gehäuse angeordnet und mit der Verarbeitungseinheit verbunden und ein Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät, das im Gehäuse angebracht ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, einschließen. Das Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät kann angepasst sein, um mit dem Host-System oder mit einzelnen Geräten, z. B. einem Feldgerät, im Prozesssteuerungssystem zu kommunizieren. Der tragbare Computer kann auch eine erste Softwareroutine einschließen, die eine vom Keypad erhaltene Anwendereingabe verarbeitet und über das Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät, einen Befehl zum Host-System oder zum Feldgerät sendet. Zusätzlich, kann eine zweite Softwareroutine Prozessinformationen empfangen, die vom Host-System oder dem Feldgerät als Antwort auf den Befehl über das Hochfrequenz-Sende-Empfangsgerät gesendet wurden und die empfangenen Prozessinformationen über die Anzeige anzeigen.
  • Alternativ oder zusätzlich, schließt ein handgehaltener Computer zum Anschließen an ein Prozesssteuerungssystem ein Gehäuse, das für handgehaltene Operationen angepasst ist, einen Prozessor, der im Gehäuse angeordnet ist und einen computerlesbaren Speicher, der im Gehäuse angeordnet ist und mit dem Prozessor verbunden ist, ein. Der handgehaltene Computer kann weiter eine elektronische Anzeige, das im Gehäuse angeordnet ist und mit dem Prozessor verbunden ist, ein Keypad, das im Gehäuse angeordnet ist und mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist und ein Sende-Empfangsgerät, das im Gehäuse angeordnet ist und kommunikativ mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist, einschließen. Das Sende-Empfangsgerät kann angepasst sein, um mit einem entfernt gelegenen Prozessor, wie z. B. in einem Host-System, zu kommunizieren, das dem Anwender ermöglicht sich mit dem Hostgerät oder dem Feldgerät des Prozesssteuerungssystems zu verbinden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Prozesssteuernetzwerks mit einem tragbaren Computersystem, das per Fernübertragung damit verbunden ist.
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des tragbaren Computersystems der 1.
  • 3 ist ein Ablaufdiagram einer Softwareroutine, die Sprachdaten/-Stimmdaten verarbeitet um Befehle im tragbaren Computersystem von 2 zu erkennen.
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Softwareroutine, die automatisch Prozesssteuergeräte aufgrund von Videoinformationen vom tragbaren Computersystem in 2 gesammelt, erkennt.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm einer Reihe von Softwareroutinen, die ein gemeinsames Bild zwischen einem Host-System und dem tragbaren Computersystem in 2 bereitstellen.
  • 6 ist ein Ablaufdiagram einer Softwareroutine, die Sprachdaten/-Stimmdaten für einen Anwender des tragbaren Computers verarbeitet, der Kommunikationsverbindungen in einer Prozesssteuerungsumgebung prüft.
  • 7 ist eine erste tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der Softwareroutine in 6.
  • 8 ist eine zweite tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der Softwareroutine in 6.
  • 9 ist ein weitere tragbare Computerscreenanzeige unter Verwendung in der Softwareroutine in 6.
  • 10 ist eine schematische Darstellung eines handgehaltenen Computers, der als tragbarer Computer, wie in den 1 und 2 gezeigt, verwendet werden kann.
  • 11–14 sind schematische Darstellungen verschiedener graphischer Bilder, die vom handgehaltenen Computer in 10 angezeigt werden können.
  • 15 ist eine schematische Darstellung einer handgehaltenen Kommunikationseinrichtung, die verwendet wird, um direkt mit mehreren verschiedenen Geräten in der Prozessanlageumgebung drahtlos zu kommunizieren.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Bezüglich 1 schließt ein Prozesssteuerungssystem 10 eine Prozesssteuerung 12 verbunden zu einer Hostworkstation oder einem Computer 14 (welche jede Art von PC oder Workstation sein können) und zu den Geräten 15, 16, 17, 18 und 19 vor Ort über Eingabe/Ausgabe-(E/A)Karten 20 und 22 ein. Die Steuerung 12, die als Beispiel die DeltaVTM Steuerung sein kann, die von Fisher-Rosemount Systems, Inc. verkauft wird, kann kommunikativ mit dem Hostcomputer 14 über, z. B. eine Ethernet-Verbindung verbunden sein und kann kommunikativ zu den Feldgeräten 15–19 unter Verwendung von Hardware und Software in Verbindung mit jedem gewünschten Kommunikationsprotokoll, wie z. B. der FOUNDATIONTM Fieldbus, der HART®, PROFIBUS®, WORLDFIP®, Device-Net® oder CAN-Protokolle, verbunden sein. Typischerweise implementiert die Steuerung 12 eine Prozesssteuerroutine, die darin gespeichert ist und kommuniziert mit dem Geräte 15–22 und dem Hostcomputer 14, um einen Prozess in der gewünschten Weise zu steuern. Die Feldgeräte 15–19 können jede Art von Geräten sein, beispielsweise Sensoren, Ventile, Sende-Empfangsgeräte, Positioniergeräte, etc. während die E/-A Karten 20 und 22 jede Art von E/-A-Geräten sein können, die jeder gewünschten Kommunikation oder jedem Steuerprotokoll entsprechen.
  • Wie in 1 abgebildet, ist der Hostcomputer 14 kommunikativ mit dem tragbaren Computersystem 30 durch ein Fern- oder drahtloses Verbindungsgerät, wie einem Fern-Ethernet Sende-Empfangsgerät 32 verbunden. Zusätzlich, wenn erwünscht, können ein oder mehrere Feldgeräte 15–19 kommunikativ zum tragbaren Computersystem 30 über ein Fern- oder drahtloses Verbindungsgerät verbunden sein, beispielsweise ein ferngesteuertes Sende-Empfangsgerät, abgebildet in 1 als Sende-Empfangsgeräte 32A und 32B verbunden mit den Feldgeräten 16 und 19. Alternativ oder zusätzlich kann der Hostcomputer 14 zum tragbaren Computersystem 30 über eine physische Leitung oder einen Bus verbunden sein, deren Terminals sich überall in der Prozesssteuerungsumgebung befinden, und mit denen das tragbare Computersystem 30 vorübergehend verbunden oder getrennt werden kann.
  • Das tragbare Computersystem 30 kann einen wearable und/oder einen handgehaltenen Computer 34 mit einem ferngesteuerten Sende-Empfangsgerät 35 und einer Anzahl von Peripheriegeräten damit verbunden, einschließen. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, schließt der wearable und/oder handgehaltene Computer 34 einen Pentium oder höherklassige CPU Hauptplatine mit Video, Sound, RAM (z. B. 64 Mb) und ROM mit einer Festplatte (z. B. 4.3 Gb) ein, die alle im wearable Computergürtel platziert werden können (nicht abgebildet). Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle Peripheriegeräte im Gehäuse des Computers 34 integriert werden. Der Computer 34 kann eine Anzahl von Verbindungsports oder Slots, wie ein PCMCIA-Slot einschließen, eines davon kann verwendet werden, um das entfernte Sende-Empfangsgerät 36 zu empfangen und ein weiteres davon kann verwendet werden, um eine Videoverarbeitungskonsole, wie eine Videoframecapture-Konsole zu empfangen. Die Peripheriegeräte, die kommunikativ zum Computer 34 verbunden sind, können ein Imaginggerät 38 einschließen, das kann eine Videokamera, ein HUD 40, ein Lautsprecher 42, der ein Kopfhörer oder eine weitere Art Lautsprecher sein kann, ein Mikrofon 44 und ein Anwendereingabegerät 46 sein, das z. B. ein typisches Keyboard, eine Maus, ein Trackball oder ein Twiddler mit einer begrenzten Anzahl an einfach verwendbaren Tasten (wie Funktionstasten) sein kann, deren Funktion für unterschiedliche Anwendungen unterschiedlich definiert werden kann. Das tragbare Computersystem 30 kann auch eine globale Positionierungssystemeinheit 47 einschließen, die es, wie weiter unten beschrieben, dem tragbaren Computersystem 30 ermöglichen kann, den Anwender und/oder die Hostworkstation 14 über die gegenwärtige Position des Anwenders in der Prozesssteueranlage zu informieren. Selbstverständlich kann jedes weitere Peripheriegerät anstatt oder zusätzlich der hierin speziell beschriebenen Geräte verwendet werden.
  • Während das Bilderzeugungsgerät 38 vorzugsweise eine Videokamera ist, kann es anstelle davon jede weitere Art von Bilderzeugungsgerät sein, wie eine Digitalkamera, die kompakt und einfach durch die Trageperson ohne Verwendung der Hände zu transportieren ist. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, ist die Videokamera 38 oder ein weiteres Bilderzeugungsgerät am HUD 40 oder an einem weiteren Gerät (wie einer wearable Kopfbedeckung) befestigt, um das Blickfeld der Videokamera 38 in die Blickrichtung des Anwenders zu richten. Eine Videokamera, die für diese Zwecke geeignet ist, wird von Pulnix Corporation verkauft. Die Pulnix Videokamera entspricht dem HDTV (high definition television) Standard (z. B. erzeugt es einen 800×600 Farbpixel Imageframe), hat eine etwa ein viertel Inch (Zoll) bis eineinhalb Inch (Zoll) Durchmesser große Linse und produziert ein hochauflösendes Farbbild. Jedoch können stattdessen weitere Videokameras verwendet werden, einschließlich Videokameras, die Bilder mit hoher oder niedriger Farb- oder Schwarz und Weiß-Auflösung (z. B. Graustufen) erzeugen. In manchen Fällen kann eine Videokamera mit niedriger Auflösung (entweder schwarz oder weiß) bevorzugt werden, um die Zeit zu beschleunigen, die benötigt wird, um das Bild in unten angegebener Weise zu bearbeiten.
  • Das HUD 40 kann ein NTSC Videoformat verwenden und ist vorzugsweise ein monokulares HUD, wie das MI HUD, das von Liquide Image Corp. mit Sitz in Kanada verkauft wird. Dieses HUD bietet ein Viertel VGA (z. B. 320×240 Pixel) Graustufen-Bild. Selbstverständlich könnten stattdessen HUDs mit HDTV-Format (die derzeit unerschwinglich teuer sind) oder weitere Farb- oder Graustufen HUDs, die entweder zur Zeit erhältlich sind oder jene, die in der Zukunft entwickelt werden, verwendet werden. Der Lautsprecher 42, das Mikrofon 44 und das Eingabegerät 46 können jedes passende und einfach-transportierbare Gerät sein und sind vorzugsweise mit Rücksicht auf die Trageperson oder den Anwender angebracht oder sind im Computer 34 integriert, um Aktivitäten mit freien Händen zu ermöglichen. In einer Ausführung kann ein Bone-Mikrofon sowohl als das Mikrofon 44 als auch der Lautsprecher 42 verwendet werden. Wie bekannt, benutzt ein Bone-Mikrofon die Knochen im Kiefer der Trageperson, um Stimmsignale zu erkennen und/oder Geräuschsignale am Ohr der Trageperson zu erzeugen.
  • Mit dem installierten tragbaren Computersystem 30, kann der Anwender beide Hände frei haben, um weitere Aktivitäten auszuführen, wie z. B. Geräte reparieren, Maßnahmen ergreifen oder weitere Instrumente halten. Selbstverständlich kann das Eingabegerät 46 eine oder beide Hände zur Bedienung erfordern, aber ist trotzdem vorzugsweise so angebracht, dass der Anwender seine Hände frei hat.
  • Beziehen wir uns jetzt auf 2, in der der tragbare Computer 34 ein CPU 50 verbunden mit einem Speicher 42 einschließt, der jede Art von Speicher sein kein, inklusive von z. B. einem Laufwerk (wie ein festes, magnetisches oder optisches Diskettenspeichergerät), RAM, ROM, EEPROM, EPROM, etc. Die CPU 50, die eine oder jede mehrfache Anzahl an Prozessoreinheiten (oder weitere festverdrahtete oder Firmware Elemente) einschließen kann, die unabhängig oder in koordinierter Weise laufen, führt eine oder mehrere Softwareanwendungen (gespeichert in Speicher 52) unter Verwendung der Eingaben in Computer 34, Informationen gespeichert im Speicher 52 und/oder Informationen vom Host-System über eine Sende-Empfangsgerät geliefert, aus. Die CPU 50 liefert auch Ausgaben sowohl zu den Peripheriegeräten, als auch zum Host-System über das Fern-Kommunikationsgerät, z. B. das Sende-Empfangsgerät 36. In der Ausführung von 2, ist die CPU 50 einschließlich einer Steuerung 54 veranschaulicht, die in Hardware oder Software implementiert sein kann und die das Bedienungssystem zusammen mit dem Computer 34 ausführt, um verschiedene Eingaben von den Peripheriegeräten und weiteren Komponenten des Computers 34 zu erkennen. Zusätzlich kann die Steuerung 54, wie unten genauer beschrieben eine oder mehrere Anwendungen ausführen. Die CPU, veranschaulicht in 2, kann eine Sprach-/Stimmerkennungseinheit oder Anwendung 56, eine optische Zeichenerkennungseinheit (OCR) oder Anwendung 60, einen Lautsprechertreiber 62 oder einen HUD-Treiber 64 einschließen oder ausführen. Darüber hinaus kann die CPU mit einem Video-Framegrabber 68 verbunden sein, der an einer separaten Videoverarbeitungskonsole zur Verfügung stehen kann.
  • Die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56, z. B. das Dragon Dictate System, verkauft von Dragon Systems in Boston, Massachusetts, oder jede weitere gewünschte Sprach-/Voiceerkennungseinheit, ist typischerweise in der Software als Anwendung implementiert, aber kann alternativ an einer separaten Prozessorkonsole ausgeführt werden. Auf jeden Fall erhält die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 Sprach-, Stimm- oder weitere Geräuschsignale vom Mikrofon 44, führt Sprach-und/oder Stimmerkennungsverarbeitung darauf aus und liefert Befehle zur Steuerung 54, die auf erkannten Stimmeingaben basieren. Die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 kann jede erwünschte oder bekannte Verarbeitung an den empfangenen Stimmsignalen ausführen, um gewisse erkannte Sprachbefehle oder Worte zu identifizieren. Während diesem Vorgang kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 einen identifizierten Stimmbefehl aus einer Liste gespeicherter oder erkannter Befehle (gespeichert, z. B. in Speicher 52) identifizieren, um zu bestimmen, ob ein gültiger Befehl vom Anwender geliefert wird. Wenn ein erkannter und autorisierter Befehl empfangen wurde, kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 den Befehl zur Steuerung 54 zur weiteren Verarbeitung bereitstellen. Selbstverständlich kann, wenn erwünscht, die Steuerung bestimmen, ob ein Stimmbefehl gültig oder ein erkannter Befehl im Rahmen der Anwendung, die auf der Steuerung 54 läuft, ist und kann den Anwender benachrichtigen, wenn ein unerkannter und/oder nicht autorisierter Befehl empfangen wird. Die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 kann auch lernende Fähigkeiten haben und kann angepasst sein, um eine bestimmte Stimme, eine Gruppe von Stimmen oder Sprache im Allgemeinen, wie bereits bekannt zu erkennen.
  • 3 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Softwareroutine 80, die ein Sprach- oder Stimmsignal verarbeitet, um Befehle zu identifizieren und die am wearable Computersystem ausgeführt werden können, um dem Anwender eine verbale Eingabe von Daten oder Befehlen zu ermöglichen und dadurch die Hände frei hält. Ein Block der Routine 80 erhält ein Stimmsignal vom Mikrofon 44. Ein Block 84 verarbeitet das Stimmsignal, um einen Befehl im Signal unter Verwendung jeglicher erwünschten oder Standard-Sprach- oder Stimmerkennungsverarbeitungsroutinen, wie oben erwähnt, zu identifizieren. Ein Block 86 vergleicht dann den identifizierten Befehl oder die Eingabe mit einem Satz von Befehlen, die z. B. im Speicher 52 gespeichert sind, um zu bestimmen, ob der Befehl gültig (z. B. Der Befehl stimmt mit einem Befehl mit dem Satz an Befehlen überein) und/oder berechtigt (z. B. eine bestimmte Stimme eines Anwenders mit einer Berechtigung den angefragten Befehl auszuführen) ist. Wenn der Block 88 bestimmt, dass der Stimmbefehl gültig und berechtigt ist, liefert ein Block 90 den Befehl zur Steuerung 54, um für jede Anwendung, die solch einen Befehl erwartet, verwendet zu werden. Danach, oder wenn der Stimmbefehl nicht als gültig oder berechtigt von Block 88 erkannt wurde, wird die Steuerung zurück zu Block 82 gesendet, welche weitere Stimmsignale erhält und verarbeitet. Selbstverständlich kann die Routine 80, wenn ein ungültiger oder unberechtigter Befehl empfangen wurde, eine entsprechende Anzeige oder eine Nachricht dem Anwender und/oder kann eine Nachricht an der Bedienerworkstation 14 (1) anzeigen.
  • Die Videoverarbeitungseinheit, die in Computer 34 von 2 enthalten ist, schließt den Framegrabber 68 verbunden mit der OCR-Einheit 60 ein, aber kann auch weitere Video- oder Bildverarbeitungshardware/-software einschließen. Der Framegrabber 68 kann z. B. ein Nogatekboard sein, das von der Nogatek Company verkauft wird, während die OCR-Einheit 60, z. B. das Carina Real-Time OCR Paket sein kann, das von Adaptive Recognition, Ungarn (ARH), mit Sitz in Budapest, Ungarn verkauft wird. Während die ARH OCR-Einheit bisher dazu verwendet wurde Nummernschilder von Fahrzeugen zu identifizieren, wird angenommen, dass dieses Produkt oder ein Abkömmling dieses Produkts (mit nur geringen Veränderung dazu) zufrieden stellend arbeiten würde, um Gerätemerkmale wie unten beschrieben zu erkennen. Selbstverständlich können stattdessen weitere passende Framegrabber-Konsolen und OCR-Pakete verwendet werden. Wie in 2 veranschaulicht, erhält der Framegrabber 68 ein Bildsignal (mit einer Vielzahl an Imageframes darin) von der Videokamera 38 und liefert einen Ausgabeframe zur OCR-Einheit 60. Selbstverständlich kann der Framegrabber 68 unnötig sein, wenn das Bilderzeugungsgerät 38 ein Standbild erzeugt, wie eines, das von einer Digitalkamera erzeugt wird.
  • Die OCR-Einheit 60 kann die empfangenen Bilder verarbeiten, um Gerätemerkmale im Bild zu identifizieren, und diese Gerätemerkmale dann dazu verwenden, um ein oder mehrere Geräte im Blickfeld der Videokamera zu identifizieren. Zum Beispiel kann die OCR-Einheit 60 nach vorher bestimmte Symbole, wie alpha-nummerische Symbole angebracht am Feldgerät suchen und erkennen und so erkannte Symbole der Steuerung 54 zur Geräteidentifizierung bereitstellen. Selbstverständlich kann, wenn erwünscht, die Ausgabe der Videokamera 38 für weitere Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel kann das Videobild zur Steuerung 54 geliefert werden, um am HUD 40 angezeigt zu werden und/oder zum Hostcomputer 14 über das Sende-Empfangsgerät zur Ansicht und/oder zur Verarbeitung durch den Hostcomputer 14 gesendet werden.
  • In Bezug auf 4 kann eine Routine 100, veranschaulicht durch ein Ablaufdiagramm, in eine Software, die von Computer 34 ausgeführt wird implementiert sein, um Geräte im Blickfeld der Trageperson, basierend auf der Videoeingabe, gesammelt vom Bilderzeugungsgerät 38, automatisch zu erkennen. Ein Block 102 erhält ein Video oder weiteres Bild vom Bilderzeugungsgerät 38. Wenn das Bilderzeugungsgerät 38 eine Videokamera ist, kann der Block 102 den Framegrabber 68 verwenden um bestimmte Videoframes zu ergreifen. Jedoch, wenn das Bilderzeugungsgerät z. B. eine Digitalkamera ist, kann der Block 102 direkt ohne Hilfe des Framegrabber 68 auf das Bild zugreifen.
  • Ein Block 104 verarbeitet dann die erhaltenen Videobilder oder -frames, um potentielle Gerätemerkmale im Videoframe zu identifizieren. In einer Ausführung ist das Gerätemerkmal eine Gerätekennung, die durch OSHA (am. Behörde für Betriebssicherheit und Gesundheit) berechtigt ist, an jedem der Feldgeräte in der Prozesssteuerungsumgebung angebracht zu sein. Gewöhnlich schließen solche Gerätekennungen einen rechtwinkligen Halter oder Rahmen (typischerweise ein oder zwei Inch (Zoll) hoch und drei bis vier Inch (Zoll) breit) mit alpha-nummerischen Zeichen darin einätzt oder anders eingraviert oder eingeritzt, um für Personen in der Prozessumgebung sichtbar zu sein. Die alpha-nummerischen Zeichen sind gewöhnlich in einer anderen Farbe als der Frame, um diese Zeichen besser sichtbar zu machen. Wenn er diese Gerätekennungen erkennt, scannt der Block 10 die Bilder, um Bereiche die wahrscheinlich Gerätekennungen, wie rechteckige Bereiche im Bild zu identifizieren, die Bereiche mit einer gewissen Reihe an Farben, Bereiche mit alpha-nummerischen Zeichen darin, etc., enthalten. Selbstverständlich kann jede gewünschte Verarbeitung verwendet werden, um nach diesen Gerätemerkmalen zu suchen. Danach erkennt oder dekodiert ein Block 106 das Gerätemerkmal im identifizierten Bereich. Insbesondere wenn Gerätekennungen identifiziert sind, kann der Block 106 optische Zeichenerkennung (unter Verwendung von OCR 60) an den identifizierten Merkmalen anwenden, um eine vorläufige Geräte-ID zu erzeugen. Wenn mehr als 1 Gerät im Bild verarbeitet wird, können die Blöcke 104 und 106 zahlreiche Gerätemerkmale (wie Gerätekennungen) erkennen und zahlreiche vorläufige Geräte-IDs identifizieren.
  • Als nächstes vergleicht ein Block 108 jede der vorläufigen Geräte-IDs mit einer Liste von Geräten, die z. B. im Speicher 52 gespeichert sind, um die Existenz der Geräte entsprechend den vorläufigen Geräte-IDs zu verifizieren. Wenn entsprechende Geräte existieren, werden die Geräte-IDs verifiziert und jedes der verifizierten IDs wird, zur Verwendung in anderen Anwendungen, von einem Block 110 der Steuerung 54 bereitgestellt, um dem Träger über das HUD 40 angezeigt zu werden und/oder über das Sende-Empfangsgerät 36 zum Hostcomputer 14 gesendet zu werden.
  • Während die Routine 100 Geräte, basierend auf den jeweiligen erkennbaren Merkmalen identifizieren kann, ist vorzuziehen, dass die Routine 100 Geräte identifiziert, die auf Gerätemerkmale basieren, z. B. Merkmale, die Teil des Gerätes sind, wie es im Feld platziert ist ohne Berücksichtigung der automatischen Erkennung und Identifizierung durch das tragbare Computersystem 30. Mit anderen Worten, während es möglich wäre Strichcodes oder andere eindeutige Bezeichnungen an jedem Gerät innerhalb der Prozesssteuerungsumgebung anzubringen, ist vorzuziehen, dass die Routine 100 Geräte identifiziert, die auf Merkmalen basieren, die nicht nur zum Zwecke der Erkennung durch das tragbare Computersystem 30, am Gerät angebracht sind, z. B. Merkmale, die bereits am Gerät für andere Zwecke vorhanden sind. Wenn Erkennung und Identifikation unter Verwendung solcher Gerätemerkmale ausgeführt werden, dann müssen keine zusätzlichen Schritte unternommen werden, um jedes Gerät in der Prozesssteuerungsumgebung für den speziellen Zweck der Identifizierung durch den tragbaren Computer zu kennzeichnen oder anders zu markieren.
  • Andere Anwendungen, die z. B. der Trageperson automatisch Informationen über den HUD 40 anzeigen, können der Trageperson das identifizierte Gerät anzeigen, können der Trageperson weitere Informationen bezüglich des/der identifizierten Geräts/e über das HUD anzeigen und/oder die identifizierten Geräte-IDs an das Host-System 14 senden. Natürlich kann die. Liste der erkannten Geräte im Speicher 52 des Computers 34 oder in einem anderen Speicher, beispielsweise in einem Speicher im Host-System 14 gespeichert werden, auf den über Fernkommunikation durch Block 108 zur Verifizierung der vorläufigen Geräte-IDs zugegriffen werden kann. Es versteht sich, dass es nicht erforderlich ist, dass jeder der Blöcke der Routine 100 im tragbaren Computersystem 30 ausgeführt wird. Stattdessen, kann einer oder mehrere dieser Blöcke durch den Hostcomputer 14 durchgeführt werden, der mit dem tragbaren Computersystem 30 kommunizieren kann, um Routine 100 auszuführen.
  • Beziehen wir uns nochmals auf 2, der Lautsprechertreiber 62 erhält Signale von der Steuerung 54 und verarbeitet diese Signale durch, z. B. Konvertieren der Signale zu üblichen analogen Audiosignale, Verstärken der Signale, etc. Der Lautsprechertreiber 62 kann dann das verarbeitete Signal dem Lautsprecher 42 bereitstellen. Es ist sicherlich verständlich, dass der Lautsprecher 62 und die Steuerung 54 verwendet werden können, um aufgezeichnete Signale z. B. im Speicher 52 oder im Speicher des Hostcomputers 14 zu speichern und/oder verwendet werden, um Echtzeit-Audiosignale weiterzuleiten, die durch das Host-System erzeugt werden, beispielsweise die Stimme der Bedienperson positioniert am Host-System oder die Stimme eines weiteren Anwenders eines tragbaren Computers, der an einem anderen Ort in der Prozesssteuerungsumgebung positioniert ist. Die Stimm- oder Audiosignale, die über den Lautsprecher 42 abgespielt werden sollen, können dem Computer 34 über das Sende-Empfangsgerät 36 vom Host-System geliefert werden oder können durch Verwendung von jedem weiteren Audiokommunikationssystem verwendet werden, das mit dem Computer 34 verbunden ist.
  • Ebenso erhält der HUD-Treiber 64 Signale von der Steuerung 54, einschließlich graphischer Informationen, die am HUD 40 angezeigt werden und führt entsprechende Verarbeitung dieser Signale für die Anzeige über das HUD 40 aus. In einigen Ausführungen kann das HUD 40 in Verbindung mit dem Twiddler 40 oder dem Mikrofon 44 verwendet werden, um eine Standardcomputerbetriebsumgebung, wie ein Windows-Bild mit Dialogkästchen, Text, Graphiken oder ähnlichem bereitzustellen. Mit dieser Umgebung kann die Trageperson einen Kursor bewegen, auf Informationen zugreifen oder das Bild auf dem HUD 40 verändern, z. B. eine Anwendung laufen lassen oder Entscheidungen in Bezug auf das Ausführen einer Anwendung durch Computer 34 treffen.
  • Die Steuerung 54 kann das Sende-Empfangsgerät 36 in jeder gewünschten Weise oder in Standardform verwenden und liefert Signale zum Sende-Empfangsgerät 36 zur Kommunikation mit dem Host-System 14 unter Verwendung von jedem gewünschten Kommunikationsprotokoll. Ebenso erhält und dekodiert die Steuerung 54 Kommunikationen vom Hostcomputer 14 über das Sende Empfangsgerät unter Verwendung von jedem gewünschten Kommunikationsprotokoll.
  • Das tragbare Computersystem 30 aus 2 kann dazu verwendet werden, um dem Anwender eine Auswahl an Informationen bereitzustellen und/oder um Funktionen in der Prozesssteuerungsumgebung auszuführen, die die Aufgaben des Anwenders erleichtern und beschleunigen, wenn der Anwender z. B. die Verbindungen verschiedener Geräte in der Prozesssteuerungsumgebung prüft, einrichtet, repariert, optimiert, diagnostiziert, kalibriert und kontrolliert. Zum Beispiel kann ein Anwender unter Verwendung des tragbaren Computersystems 30 entweder automatisch oder nach entsprechender Eingabe über eines der Peripheriegeräte, Informationen über das HUD 40 erhalten und sehen, die zu bestimmten Geräten oder Bereichen in der Prozesssteuerungsumgebung gehören. Der Computer 34 kann speichern, oder kann mit dem Hostcomputer 14 oder mit dem Feldgerät selbst kommunizieren, um jede gewünschte Information zu erhalten, die zu einem bestimmten Gerät oder zum Prozesssteuerungssystem im Allgemeinen gehört und kann diese Informationen der Trageperson über das HUD 40 durch Anfrage des Anwenders oder wenn das tragbare Computersystem 30 ein Gerät im Blickfeld des Anwenders erkennt, wie oben beschrieben, anzeigen. Die angezeigten Informationen können Prozessinformationen, wie schematische Darstellungen oder Bedienungsübersichten des Prozesssteuerungssystems, Geräteinformationen wie Gerätelisten, Hilfe-Informationen, Prüf-Informationen und sogar Informationen zu den Prozessparametern (wie Maße, Parameterwerte, etc.) einschließen, die von einem oder mehreren der Geräte die im Prozesssteuerungssystem verbunden sind, gemacht sind oder damit in Verbindung stehen. Zusätzlich können angezeigte Informationen gerätespezifische Informationen einschließen, wie Gerätekonfigurationen und Setup-Informationen, Geräteverbindungen und Kalibrierinformationen oder jede weitere Information, die allgemein von einem Gerät über bekannte handgehaltene Kommunikationseinrichtungen, die über eine temporäre festverdrahtete Verbindung an Feldgeräten angeschlossen sind, zur Verfügung stehen.
  • Um solche Informationen zu sehen, kann der Trageperson, wenn sie an einem Gerät vorbei geht eine Gerätebezeichnung, beispielsweise eine Gerätekennung oder eine Gerätenummer, eingeben, die die Steuerung 54 dazu bringen kann bestimmte Geräteinformationen, wie Hilfe, Kalibrierung, Prüfung, Parameterwerte, etc. automatisch anzuzeigen. Natürlich kann der Anwender die Gerätebezeichnung unter Verwendung des Twiddlers 46, dem Mikrofon 44 oder durch ein weiteres Eingabegerät eingeben. Wenn das Mikrofon 44 verwendet wird, kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56, z. B. eine gesprochene Gerätekennungsnummer oder einen Namen identifizieren und diese Gerätekennungsnummer oder diesen Namen der Steuerung 54 bereitstellen. Falls erwünscht, kann die Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 konfiguriert werden, um eine Gerätenummer, einen Gerätenamen oder jede weitere Gerätebezeichnung zu empfangen und die eingegebenen Bezeichnungen mit einer Liste gültiger Gerätenummern oder Namen im Speicher 52 zu vergleichen.
  • Die GPS-Einheit 47 kann verwendet werden, um die Anzeige, Informationserfassung und Verarbeitungsfähigkeiten des tragbaren Computersystems, hierin beschrieben, weiter zu verbessern. Zum Beispiel, kann die GPS-Einheit 47 Koordinaten und/oder weitere relativ präzise Positionsinformationen zum Computer 34 liefern, dabei wird dem Computer 34 ermöglicht zu bestimmen, wo in der Prozesssteueranlage sich der Anwender derzeit befindet. Solche Positionsinformationen können im oder durch das tragbare Computersystem 30 durch eine Vielzahl von Methoden verwendet werden. Zum Beispiel können Positionsinformationen von der GPS-Einheit 47 verwendet werden, um die Identifizierung der Geräte in einem Prozesssteuerungssystem zu vereinfachen, besonders wenn einzelne Gerätekennungen oder -bezeichnungen nicht zugreifbar, nicht legitimiert oder beschädigt sind, oder anderweitig schwer lesbar oder zugreifbar sind. Solche Positionsinformationen können auch helfen Mehrdeutigkeiten zu klären, wie z. B. wenn zwei oder mehr Geräte an verschiedenen Orten der Prozessanlage gleiche oder identische Kennungen oder Bezeichnungen verwenden.
  • Weiter können die Positionsinformationen, die von der GPS-Einheit 47 geliefert werden, dazu verwendet werden, um graphische Karten oder Diagramme zu erstellen, die dem Anwender über das HUD 40 angezeigt werden können und es dadurch dem Anwender ermöglichen den gegenwärtigen Ort im Gesamtsystem sichtbar zu machen. Solche graphischen Karten oder Diagramme können es einem Anwender auch ermöglichen, schneller festzulegen, wie er effizient zu einem gewünschten Ort in der Anlage gelangt.
  • Des Weiteren können die Positionsinformationen, die von der GPS-Einheit 47 geliefert werden, vom Host-System 14 verwendet werden, um einer Systembedienperson genau anzuzeigen, wo sich ein oder mehrere Anwender von tragbaren Computersystemen in der Anlage befinden. Eine Systembedienperson könnte z. B. diese Positionsinformationen verwenden, um das Aussenden von Technikern, Reparatur- und Wartungspersonal, etc. in einer effizienten Weise zu ermöglichen.
  • In einer Ausführung, wie oben beschrieben, kann das Gerät im Blickfeld des Anwenders automatisch durch den Videoverarbeitungsschaltkreis erfasst werden und wenn eine solche Erfassung stattfindet, können dem Anwender Informationen über das Gerät automatisch über das HUD 40 in jedem gewünschten Format angezeigt werden. Wenn die Informationen im Speicher 52 gespeichert sind, können die Informationen automatisch über die Steuerung 54 zugegriffen werden und über den HUD 40 unter Verwendung des HUD-Treibers 64 geliefert oder angezeigt werden. Alternativ dazu, wenn die Informationen im Host-System 14 gespeichert sind, kann die Steuerung 54 die geeigneten Informationen über das Sende-Empfangsgerät 36 anfragen und empfangen und dann solche Informationen am HUD 40 anzeigen. Falls Prozessparameter durch ein Gerät gemessen oder darin gespeichert sind, kann das Host-System mit dem Gerät kommunizieren, um die aktuellsten Werte oder Daten zu erhalten, bevor diese Informationen dem tragbaren Computersystem 30 bereitgestellt werden. Alternativ dazu kann das tragbare Computersystem 30 direkt mit dem Gerät, wie z. B. einem Feldgerät, über das Geräte-Sende-Empfangsgerät (wie das Sende-Empfangsgerät 32A und 32B) kommunizieren, um die erwünschten Informationen zu erhalten.
  • In jedem dieser Fälle kann die Steuerung 54 dem Anwender eine Liste von erkannten Geräten anzeigen und dem Anwender erlauben Informationen über jedes der Geräte auf Wunsch anzusehen, oder alternativ dazu kann die Steuerung 54 Informationen über die erkannten Geräte über das HUD 40 automatisch anzeigen. Bezeichnenderweise ermöglicht die Verwendung des Mikrofons 44, der Videokamera 38 und weiterer in Verbindung stehender Hardware/Software am Computersystem 30 dem Anwender die Informationen bezüglich Geräte und Ort (oder Bereiche oder weitere Einheiten der Prozesssteuerungsumgebung), ohne Verwendung der Hände, z. B. ohne Daten oder weitere Informationen über ein handgehaltenes oder per Hand zu manipulierendes Gerät, automatisch zu erhalten und anzusehen. Dadurch bleiben die Hände der Trageperson frei, um weitere Aufgaben, z. B. reparieren, austauschen, kalibrieren eines Gerätes, manipulieren weiterer Werkzeuge, etc. auszuführen und dies ist sehr vorteilhaft. Des Weiteren kann das Computersystem 30 Informationen empfangen und anzeigen, die durch Geräte gemessen wurden oder darin gespeichert wurden, auf die der Anwender tatsächlich blickt und/oder in deren Nähe sich der Anwender physisch befindet, ohne separate Wähleinrichtungen oder Anzeige zu benötigen, die physisch, außen an jedem Gerät angebracht sind und für den Anwender physisch zugänglich und sichtbar sind.
  • In einer weiteren Ausführung kann das wearable Computersystem 30 dazu verwendet werden, eine gemeinsame Ansicht (z. B. Anzeige) für eine Bedienperson, z. B. am Hostcomputer 14 positioniert und für den Anwender über das HUD 40 bereitzustellen, um dadurch Kommunikationen zwischen den beiden zu verbessern. Solch eine gemeinsame Ansichts-Anwendung zeigt beiden Personen das gleiche Bild und erlaubt einer oder beiden Personen das Bild zu manipulieren, z. B. auf bestimmte Teile des Bildes zu zeigen oder diese zu markieren oder Post-data am Bild. Diese Vorgänge. können in Verbindung mit der Sprachkommunikation verwendet werden, um Gespräche zwischen dem Anwender des tragbaren Computers und der Bedienperson, die sich entfernt am Hostcomputer 14 befindet, zu verbessern.
  • 5 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Softwareroutine 116, die auf dem Hostcomputer 14 laufen kann und ein Blockdiagramm einer Softwareroutine 118, die auf dem tragbaren Computersystem 30 laufen kann, um eine gemeinsame Ansicht oder Anzeige zu implementieren. Die Routine 118 schließt einen Block 120 ein, der ein Videobild erfasst und über das Sende-Empfangsgerät zum Hostcomputer 14 sendet. Kommunikationen zwischen dem tragbaren Computersystem 30 und dem Hostcomputer 12 sind in 5 durch gepunktete Linien veranschaulicht. Dieses Bild kann das gesamte Multiframe-Bild sein, das durch die Videokamera 38 erzeugt wurde, oder kann aus einem oder mehreren einzelnen Frames daraus bestehen. Ein Block 122 in der Routine 116 erhält das Videobild und ein Block 124 zeigt der Bedienperson das Videobild über ein Anzeigegerät an, das mit dem Hostcomputer 14 in Verbindung steht. Der Block 126 kann, z. B. einfach den allerneuesten, empfangen Frame des empfangenen Videosignals anzeigen und darauf warten, dass die Bedienperson anzeigt, dass ein Einfrieren des Bildes verlangt wird.
  • Alternativ kann der Block 126 der Bedienperson erlauben die empfangenen Frames wiederzugeben, um ein gewünschtes Bild zu wählen oder kann der Bedienperson erlauben ein Basisbild in jeder weiteren gewünschten Weise zu wählen. Wenn die Bedienperson kein Basisbild für die gemeinsame Anzeige wählt, liefert der Block 126 die Steuerung zurück zu Block 122. Wenn die Bedienperson ein Basisbild auf Block 126 wählt, sendet ein Block 128 das gewählte Basisbild zum tragbaren Computersystem 20, um es dem Anwender des HUD 40 anzuzeigen. Der Block 128 kann, falls erwünscht, auch der Bedienperson das gewählte Basisbild über die Anzeige des Hostcomputers 14 anzeigen.
  • Als nächstes bestimmt ein Block 130 in der Routine 116, ob Änderungen des Basisbildes gemacht werden oder durch die Bedienperson des Hostcomputers angefragt sind. Solche Änderungen können z. B. Bewegung eines Kursors oder eines Zeigers, Zeichnen eines Bildes, Markieren von Bereichen des Bildes, Anbringen von Informationen oder Daten auf dem Bild oder jede weitere gewünschte Änderung, die es der Bedienperson ermöglicht mit dem sich entfernt befindenden Anwender zu kommunizieren, einschließen. Diese Änderungen können durch die Bedienperson unter Verwendung jedes gewünschten Bedienungssystemprotokolls sowie Peripheriegeräte, wie eine Maus und ein Keyboard gemacht werden. Wenn Änderungen am Bild durch die Bedienperson gemacht werden, sendet ein Block 132 die Änderungen über das Sende-Empfangsgerät 32 und 36 zum tragbaren Computersystem 30. Die Änderungen können unter Verwendung jedes gewünschten Protokolls kommuniziert werden und je nach Wunsch werden entweder die bestimmten Änderungen gemacht oder ein ganz neuer Bildframe mit den Änderungen darin kann zum tragbaren Computersystem 30 gesendet werden. In einer Ausführung können Änderungen des Bildes in Form einer Zeigerbewegung als neue Zeigerkoordinaten kommuniziert werden. Nachdem Änderungen am Bild gemacht und zum tragbaren Computersystem 30 gesendet wurden, oder wenn keine Änderungen durch den Hostcomputer gemacht wurden, aktualisiert ein Block 134 das Bild auf dem Host-System (indem sowohl Änderungen durch die Bedienperson als auch Änderung durch das tragbare Computersystem 30 integriert und zum Host-System 14 gesendet werden. Die Steuerung der Routine 118 wird dann an Block 130 zurückgegeben, um weitere Änderungen durch den Hostcomputer zu erkennen.
  • Währendessen schließt die Routine 118 einen Block 136 ein, der das vom Host-System empfangene Basisbild, am HUD 40 anzeigt. Ein Block 138 erkennt dann Änderungen am Bild, die vom Anwender unter Verwendung eines beliebigen, verfügbaren Eingabegerätes, einschließlich dem Mikrofon 44 und dem Twiddler 46 gemacht wurden. Wenn der Anwender Änderungen am angezeigten Bild macht, sendet ein Block 140 die Änderungen an den Hostcomputer 14. Danach, oder wenn keine durch den Anwender veranlassten Änderungen erkannt werden, aktualisiert ein Block 142 das Bild auf dem HUD 40, indem Änderungen integriert werden, die sowohl durch den Anwender gemacht wurden als auch Änderungen die vom Hostcomputer gemacht und empfangen wurden.
  • Auf diese Weise arbeiten die Routinen 116 und 118 am Hostcomputer 14 und am tragbaren Computersystem 30, um eine gemeinsame Ansicht oder einen Vorgang bereitzustellen, die von einen oder beiden, der Bedienperson des Hosts und dem sich entfernt davon befindenden Anwenders bearbeitet werden können, um Kommunikationen zwischen den beiden zu verbessern. Während das Basisbild hierin als Bild beschrieben wurde, das vom tragbaren Computersystem 30 erfasst wurde, muss das nicht der Fall sein. Stattdessen könnte das Basisbild eine gespeicherte Bedienungsansicht, ein Bedienungsschema, etc. in Bezug auf den Prozess oder das betreffende Gerät sein. In jedem Fall ermöglicht die gemeinsame Ansicht der Bedienperson des Hosts auf verschiedene Elemente im angezeigten Bild, auf eine durch den Anwender des tragbaren Computers einfach sichtbare Weise, hinzuweisen und darüber zu sprechen. Darüber hinaus, falls erwünscht, kann der Anwender Änderungen unter Verwendung von z. B. dem gleichen oder eines weiteren Kursors machen, um das Gespräch mit der Bedienperson des Hosts zu verbessern. Falls erwünscht, muss der Anwender nicht in der Lage sein eine Änderung am Bild vorzunehmen, was die Routinen 116 und 118 aus 5 vereinfacht. Außerdem, falls erwünscht, kann der Anwender das Basisbild zur Verwendung auswählen, bevor es zum Hostcomputer 14 gesendet wird.
  • Eine weitere Verwendung des tragbaren Computersystems 30 in einer Prozesssteuerungsumgebung wird in Verbindung mit der Routine 150 beschrieben, die durch ein Flussdiagramm in 6 dargestellt ist, welche vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise im tragbaren Computersystem 30 ausgeführt wird. Im Allgemeinen ermöglicht die Routine 150 dem Anwender die geeignete Verbindung zu verschiedenen Geräten oder Kommunikationskanälen (wie E/A-Verbindungen) in einer Prozesssteuerungsumgebung herauszufinden und zu verifizieren, ohne dabei die Hände zu benutzen und ohne Hilfe einer Bedienperson oder eines Hostgerätes. Bisher war ein Techniker zum Verifizieren einer geeigneten Verbindung eines Gerätes oder Kommunikationskanals in einer Prozesssteuerungsumgebung nötig, der mit einem handgehaltenen Messgerät, z. B. einem Voltmesser und einem handgehaltenes Funkgerät, das der Techniker verwendete, um mit der Bedienperson an der Hostworkstation zu kommunizieren, in die Anlage ging. Als erstes musste der Techniker zum Gerät gehen (und musste es finden), der Bedienperson des Hosts über das handgehaltene Radio anzeigen, das er am Gerät ist und dann anzeigen welchen Kommunikationskanal er kontrollieren wird. An dieser Stelle musste der Techniker ein handgehaltenes Messgerät verwenden, um das Signal der Leitung zu messen. Der Techniker sagte dann der Bedienperson des Hosts über das handgehaltene Funkgerät, das gemessene Signal, damit die Bedienperson des Hosts verifizieren konnte, ob das gemessenen Signal die tatsächlichen Signale am gewählten Kommunikationskanal waren. Danach würde der Techniker der Bedienperson des Hosts mitteilen, dass sie das Signal am getesteten Kanal ändern soll und die Bedienperson des Hosts eine Änderung des Signals oder Wertes des Kommunikationskanals veranlassen. Der Techniker würde dann das Signal am Kanal nochmals messen, um zu sehen, ob die Änderung tatsächlich erfolgt ist. Offensichtlich erforderte dieser Vorgang zwei Personen (z. B. eine Bedienperson des Hosts und einen Techniker), viel mühsame Kommunikation zwischen Bedienperson des Hosts und Techniker und war schwierig in einer großen und komplexen Prozesssteuerungsumgebung durchzuführen, wo der Techniker gleichzeitig versuchte ein handgehaltenes Funkgerät und ein handgehaltenes Messgerät zu manipulieren und Zugriff zum entsprechenden Gerät oder zur Kommunikationsleitung zu erhalten. Darüber hinaus beruhte dieser Vorgang auf Kommunikationen zwischen einer Bedienperson des Hosts und dem Techniker, was eine Tendenz zu Verwirrungen und zum Einfließen von Fehlern hatte.
  • Unter Verwendung der Routine 150 aus 6, kann ein Anwender eines tragbaren Computers Verbindungen des Gerätekommunikationskanals, wie E/A-Verbindungen, in einem Prozesssteuerungssystem, relativ ohne Verwendung der Hände (z. B. Halten von nur einem Messgerät) testen und ohne der Notwendigkeit mit der Bedienperson an der Hostworkstation zu kommunizieren. Stattdessen kommuniziert das tragbare Computersystem 30 direkt mit dem Hostcomputer, um dem Anwender alle benötigten Informationen bereitzustellen und um vom Anwender angeforderte Änderungen vorzunehmen, die benötigt werden, um die Verbindungen mit einem Gerät oder einem Kommunikationskanal im Prozesssteuerungssystem zu kontrollieren. Unter Verwendung der Routine 150 kann der Anwender in die Prozesssteuerungsumgebung oder -anlage gehen, eine Liste von Geräten und/oder Kommunikationskanälen in Verbindung mit einem Gerät erhalten, ein bestimmtes Gerät und/oder Kommunikationskanal zum Testen wählen, herausfinden welches das Signal am zu testenden Gerät oder Kanal sein soll, Änderungen am Signal vornehmen und sowohl das ursprüngliche Signal als auch das geänderte Signal messen, um die korrekte Verbindung des Gerätes oder des Kanals zu testen, ganz ohne eine Bedienperson des Hosts zu benötigen und die damit verbundenen mühsamen, fehleranfälligen Kommunikationen.
  • Die Routine 10 schließt einen Block 152 ein, der eine Geräteliste anzeigt, die auf dem HUD 40 getestet werden kann.
  • Der Anwender kann ein bestimmtes Gerät zum testen wählen, indem er eines der aufgelisteten Geräte in jeder gewünschten Weise wählt. Bevorzugterweise spricht der Anwender Befehle in das Mikrofon, wie HOCH, RUNTER, LINKS, RECHTS, EINGABE, etc., die erkannt werden und der Steuerung 54 geliefert werden und die verwendet werden, um den Kursor (der ein markierter Bereich sein kann) oder um Elemente auf einer Windows-Screen auf dem HUD 40 zu wählen. Selbstverständlich kann ein Anwender auch ein Gerät unter Verwendung des Twiddlers 46 oder weiterer Tastaturgeräte wählen, indem das Mikrofon zur Eingabe des Namen oder der Kennung in Verbindung mit einem Gerät verwendet wird, oder unter Verwendung der Videokamera 38, um ein Gerät, wie beschrieben, in Hinsicht auf die Routine 100 der 4 zu identifizieren.
  • Ein Block 154 wartet auf den Anwender, um ein Gerät zu wählen und nachdem ein Gerät gewählt wurde oder anders durch den Anwender gewählt wurde, zeigt ein Block 156 über das HUD 40 eine Liste von Kommunikationskanälen in Verbindung mit dem gewählten Gerät an. Ein Beispiel für so eine unter Verwendung einer Art Windows-Anzeigescreen ist in 7 dargestellt und schließt einen Satz von 11 Kommunikationskanälen für das Gerät CTLR1 (Steuerung 1) mit dem ersten Kanal CTLR1CO2CH01, der markiert ist, ein. Selbstverständlich kann die Liste der E/A oder weiterer Kanäle in jeder weiteren Weise angezeigt werden und ist nicht auf 7 begrenzt.
  • Beziehen wir uns nochmals auf 6, ein Block 158 wartet auf den Anwender, um einen Kommunikationskanal zu wählen, der kontrolliert werden soll. Der Anwender kann einen bestimmten Kanal wählen, der z. B. auf der Screen in 7 angezeigt ist, unter Verwendung von Sprachbefehlen wie „ZURÜCK” und „VOR”, um den Kursor zu einen weiteren Kanal zu bewegen und „EINGABE”, um den Kanal zu wählen. Um den dritten Kommunikationskanal (CTLR1CO2CH03) zu wählen, wenn die Anzeigescreen in 7 gezeigt ist, kann der Anwender deshalb, einfach zweimal „VOR”, um den Kanal CTLR1CO2CH03 zu markieren und dann „EINGABE” sagen, um diesen Kanal zu wählen. Während weitere Sprachbefehle verwendet werden können, ist es vorzuziehen die Anzahl der Sprachbefehle auf einfache Worte zu begrenzen, die von der Sprach-/Stimmerkennungseinheit 56 einfacher erkannt werden können. Außerdem, während die Anzeigescreen in 7 unter Verwendung weiterer Eingabegeräte, wie dem Twiddler 46, manipuliert werden kann, ist es vorzuziehen, es dem Anwender ohne Verwendung der Hände zu ermöglichen die Screen und Daten auf der Screen unter Verwendung von Stimmsignalen oder unter Verwendung weiterer Eingabegeräte zu manipulieren, die es dem Anwender erlauben beide Hände für weitere Aktivitäten zu benutzen.
  • Nachdem ein Anwender einen bestimmten Kommunikationskanal zum Kontrollieren gewählt hat, zeigt ein Block 160 eine weitere Screen am HUD 40 an, die Prozessinformationen entsprechend zum gewählten Kanal anzeigt. Um die Screen in 8 zu erstellen, erhält der Block 160 den gegenwärtigen Prozesswert des gewählten Kommunikationskanals vom Host-System oder vom Feldgerät über das Sende-Empfangsgerät 36 und zeigt den gegenwärtigen Wert des Kanals (in diesem Fall „0”) zusammen mit einer Anzeige zur Qualität des Signals (in diesem Fall „gut”) an. Dieser Block 160 liefert auch einen Bereich für den Anwender, um einen neuen Verarbeitungswert für den Kanal einzugeben und zeigt die Signalart an diesem Kanal, nämlich, ob der Kanal ein analoger Kanal oder ein digitaler Kanal ist, sowie die gültigen Bereiche des Signals an. Die auf der Screen gezeigte Information ist im Speicher 52 des tragbaren Computersystems 30 gespeichert oder wird vom Hostcomputer 14 erhalten, welcher entweder diese Information in einem Speicher speichert oder die Information vom Gerät erhält, oder sie direkt vom Feldgerät selbst über eine drahtlose Verbindung zwischen Sende-Empfangsgerät 36 und einem Sende-Empfangsgerät am Feldgerät empfangen hat. Im veranschaulichten Beispiel von 8, ist der Kanal CTLR1602CH01 ein digitaler Kanal, der gegenwärtig auf den Wert 0 gesetzt ist. 9 veranschaulicht eine ähnliche Screen die auf dem HUD 40 für den Kanal CTLR1C06CH01 angezeigt ist, welcher ein analoger Kanal mit einem gültigen Bereich von 0–100 ist und welcher einen gegenwärtigen Wert von 90 hat.
  • Wenn die Screen aus 8 oder 9 betrachtet wird, kann der Anwender die Werte des gewählten Kanals unter Verwendung von z. B. einem handgehaltenen Voltmessers oder einem beliebigen weiteren gewünschten Gerät manuell messen. Wenn der gemessene Wert der gleiche ist, wie der im gegenwärtigen Wertefeld der Screen aufgelistete Wert, dann kann der Anwender fortfahren einen neuen Wert in das neue Wertefeld einzugeben. Beziehen wir uns nochmals auf 6, ein Block 162 wartet auf den Anwender, um einen neuen Verarbeitungswert einzugeben, bevorzugterweise unter Verwendung von Sprachbefehlen in Form von Zahlen und weiteren einfachen Befehlen wie „EINGABE”, „ZURÜCK” und „VOR”, damit der Anwender nicht die Hände vom Messgerät nehmen muss. Ein neuer Wert von 98,5 wird in das neue Wertfeld auf der Screenanzeige in 9 eingegeben. Nach Erhalt eines neuen Wertes sendet ein Block 164 diesen neuen Wert zum Host-System, welches dann den gewählten Kanal zum neuen Wert ändert und nach Verifizieren, dass der gewählte Kanal auf den neuen Wert geändert wurde, wird der neue Wert als gegenwärtiger Wert des gewählten Kanals zum tragbaren Computersystem 30 gesendet. Ein Block 166 aktualisiert dann die Screenanzeige am HUD 40, um anzuzeigen, dass der gegenwärtige Wert auf den kürzlich eingegebenen neuen Wert geändert wurde und löscht das neue Wertfeld, um es dem Anwender zu ermöglichen einen weiteren neuen Wert einzugeben. Hierbei kann der Anwender das Signal am gewählten Kanal unter Verwendung des handgehaltenen Anzeigeinstruments messen, um zu sehen, ob das Signal auf den eingegebenen neuen Wert geändert wurde. Ist dies so, dann ist der Kommunikationskanal höchstwahrscheinlich richtig verbunden und arbeitet im Prozesssteuerungssystem. Ist dies nicht so, dann ist ein Problem vorhanden, das identifiziert und korrigiert werden muss. Selbstverständlich kann der Anwender weitere Änderungen des Wertes des Kommunikationskanal ausführen und diese Änderungen messen, oder er kann zurück zum Kanal oder der Auswahlscreen des Gerätes scrollen, um einen weiteren zu kontrollierenden Kanal oder ein weiteres zu kontrollierendes Gerät zu wählen.
  • Verwendet man das oben beschriebene System, kann eine einzige Person die korrekte Verbindung und den Betrieb verschiedener Kommunikationskanäle in der Prozesssteuerungsumgebung verifizieren, ohne die Notwendigkeit mit einer Bedienperson an der Hoststation zu sprechen oder zu koordinieren und ohne die Notwendigkeit ein handgehaltenes Funkgerät zu tragen, das typischerweise beim Messen und weiteren Aktivitäten, die vor Ort ausgeführt werden, stört.
  • In einer weiteren Ausführung kann das tragbare Computersystem 30 verwendet werden, um Informationen, die zu einem beliebigen Gerät oder Objekt in einer Prozesssteuerungsumgebung gehören, einschließlich Geräte die Gerätekennungen oder weitere erkennbare Gerätemerkmale haben und Objekte wie Gänge, Mülleimer, Gebäude, etc., die typischerweise keine Gerätekennung in Verbindung dazu haben, zu speichern und automatisch zu erhalten. Verwendet man ein tragbares Computersystem 30 auf diese Weise, kann ein Anwender sich durch die Anlage oder weitere Prozesssteuerungsumgebungen bewegen und Sprachnachrichten (oder weitere Informationen oder Daten) für zukünftiges Anfordern entweder durch diesen Anwender oder eine weitere Person aufnehmen, die zu den Geräten oder Objekten in der Anlage gehören. Ebenso beim Ansehen eines Gerätes oder weiteren Objekts kann der Anwender (indem er auf die Anzeige am HUD 40 sieht) bestimmen, ob Sprachnachrichten vor kurzem für dieses Gerät erstellt wurden und kann solche vor kurzem erstellte Sprachnachrichten anfordern. Zusätzlich oder alternativ, können Positionsinformationen durch die GPS-Einheit 47 bereitgestellt und verwendet werden, um automatisch Nachrichten in Bezug auf das Gerät, das sich physisch am nächsten zum Anwender befindet, veranlassen zu erscheinen, sogar wenn der Anwender gegenwärtig nicht auf dieses Gerät blickt.
  • In einer Ausführung schließt eine Softwareroutine zum Implementieren dieser Funktionalität (die im Prozessor oder CPU 50 des Computers 34 gespeichert und ausgeführt werden kann) drei Basisroutinen ein, die getrennte Routinen oder Unterprogramme einer einzigen Routine sein können. Die erste Routine identifiziert ein oder mehrere Geräte, die im Blickfeld des Anwenders oder für den Anwender von Interesse sind. Diese Routine kann z. B. Stimmeingaben (vom Mikrofon 44) in Form von Gerätenamen, Gerätekennungen oder andere Gerätemerkmale zum Identifizieren der Geräte akzeptieren, die gegenwärtig Interessant für den Anwender sind. In gleicher Weise, kann diese Routine dem Anwender über das HUD 40 eine Liste von Geräten anzeigen und es dem Anwender ermöglichen eines der angezeigten Geräte, z. B. Sprachbefehle oder andere Eingaben zu verwenden. Alternativ kann die Routine unter Verwendung der Videobilderzeugungs-Routine, wie in Bezug auf 4 beschrieben, automatisch Geräte identifizieren, welche ein oder mehrere sichtbare Gerätemerkmale identifiziert. Anstatt der Verwendung von Gerätemerkmalen kann die automatische Videoerzeugungsroutine ein Gerät, auf der Grundlage eines Merkmals am oder in der Nähe von einem Gerät mit dem speziellen Zweck der Identifizierung des Gerätes (wie optische Strichcodes) identifizieren. Andererseits, können Sende-Empfangsgeräte, die am oder in der Nähe von einem oder mehreren Geräten platziert sein, und diese Sende-Empfangsgeräte können ein Signal aussenden, das vom Computer 34 erhalten und durch die Routine dekodiert wird, um ein oder mehrere Geräte zu identifizieren. In einer Ausführung kann ein einziges Sende-Empfangsgerät für einen Raum oder einen anderen Einheitsbereich verwendet werden und, nach Erhalt und Dekodieren des übertragenen Signals, kann die Routine auf einen Speicher zugreifen (der z. B. entweder im Computer 34 oder dem Hostcomputer 14 platziert ist), der alle Geräte innerhalb diesem Raum oder Einheitsbereich speichert. Eine Liste dieser Geräte kann dann über das HUD 40 zum Träger geliefert werden. Ebenso können Geräte die keine Kennung oder andere automatisch erkennbaren Merkmale haben, mit Geräten die solche automatisch erkennbaren Merkmale haben (in einer Datenbank) verknüpft werden. Typischerweise werden Geräte in unmittelbarer Nähe zu einander in einer Datenbank miteinander (miteinander in Verbindung gebracht) verknüpft. Danach, wann immer ein Gerät mit einem automatisch erkennbaren Merkmal (ein gekennzeichnetes Gerät) identifiziert ist, kann die Routine die Datenbank anfragen, um andere nicht gekennzeichneten Geräte zu bestimmen, die in der Nähe oder in einem anderen Zusammenhang mit dem gekennzeichneten Gerät stehen, und eine Liste all dieser Geräte der Trageperson über das HUD 40 anzeigen. Natürlich können auch andere Methoden zum Identifizieren der Geräte verwendet werden.
  • Wenn ein oder mehrere Geräte identifiziert wurden und, beispielsweise dem Anwender über das HUD 40 angezeigt werden, ermöglicht eine zweite Routine dem Anwender eine Sprachnachricht in Zusammenhang mit einem der identifizierten Geräte zu speichern. Der Anwender kann eines der identifizierten Geräte wählen (unter Verwendung von z. B. Sprachbefehlen oder jeder anderer Art von Eingabe) und dann, wenn er über das HUD 40 aufgefordert ist, in das Mikrofon 44 sprechen, um eine Sprachnachricht zu erstellen. Die zweite Routine speichert dann die Sprachnachricht in einem Speicher so ab, das sie mit einem identifizierten/gewählten Gerät in Zusammenhang steht. Dieser Speicher kann der Speicher 52 am Computer 34 oder vorzugsweise ein Speicher irgendwo im Host-System sein, wie beispielsweise im Hostcomputer 14. Wenn sie auf dem Hostcomputer 14 gespeichert ist, ist die Sprachnachricht für mehr als einen tragbaren Computer verfügbar.
  • Eine dritte Routine bestimmt, ob eine früher gespeicherte Sprachnachricht für eines der durch die erste Routine identifizierten Geräte existiert und wenn dem so ist, zeigt sie einen Hinweis, wie z. B. ein Symbol auf dem HUD 40, um den Anwender mitzuteilen, dass eine früher gespeicherte Nachricht für das identifizierte Gerät existiert. Wenn der Anwender dieses Symbol, z. B. unter Verwendung von Sprachbefehlen wählt, fragt die dritte Routine die früher gespeicherte Sprachnachricht vom Speicher ab und spielt sie dem Anwender über die Lautsprecher 42 vor.
  • Jedesmal wenn ein Anwender eines tragbaren Computers (oder eine Bedienperson des Host-Systems 14) unter Verwendung dieser Datenspeicher/-abfrage-Technik, manuell oder automatisch ein Gerät identifiziert, kann der Anwender (oder die Bedienperson) eine Sprachnachricht aufnehmen, um sie mit diesem Gerät in Verbindung zu bringen und sowie früher in Zusammenhang mit diesem Gerät gespeicherte Sprachnachrichten anfordern und hören. Auf diese Weise kann ein Anwender (oder eine Bedienperson) Notizen machen oder Nachrichten über ein Gerät oder ein anderes Objekt im Prozesssteuerungssystem hinterlassen, die später durch die gleiche oder eine andere Person abgefragt werden können. Solch eine Nachricht kann z. B. die nächste Person informieren, dass eine Reparatur am Gerät ausgeführt, oder dass das Gerät eine Einstellung benötigt oder kann jede andere gewünschte Nachricht in Bezug auf das Gerät oder Objekt sein. In einem einfachen Beispiel kann ein Anwender den Gang in der Prozesssteuerungsumgebung oder Anlage entlang gehen und feststellen, dass der Gang gestrichen oder repariert werden muss. Der Gang kann automatisch identifiziert werden; dies basiert auf dem Raum in dem sich der Anwender befindet oder z. B. unter Verwendung der GPS-Einheit 47, das auf der Nähe des Gangs zu anderen Geräten basiert, die automatisch unter Verwendung von Gerätemerkmalen identifiziert werden können, die auf bestimmten Codes oder anderen Merkmalen basieren, die am Gang angebracht sind, um automatische Identifizierung zu ermöglichen, die wiederum auf durch den Anwender erstellte Eingabe jeder Art, einschließlich Spracheingaben und per Hand eingegebene Geräteeingaben oder durch jede andere Eingabeart basiert. Der Anwender kann den Gang am HUD 40 wählen und dann eine Sprachnachricht machen, die die benötigte Reparatur am Gang beschreibt. Danach, wann immer der Gang als interessantes Objekt erkannt wird oder wenn er von einem Anwender eines tragbaren Computers (oder einer Bedienperson am Hostcomputer 14) betrachtet wird, kann die Sprachnachricht dem Anwender (oder der Bedienperson) automatisch zur Verfügung stehen und wird durch ein Symbol, das auch eine Textnachricht in Verbindung mit dem Gang über das HUD 40 als verfügbar angezeigt. Auf diese Weise können neue Informationen in Verbindung mit jedem Gerät oder Objekt in einer Prozesssteuerungsumgebung erstellt und gespeichert werden und diese Informationen können später dem Anwender in der gleichen Weise angezeigt werden und/oder gleichzeitig können dem Anwender weitere, standardisiertere Informationen (beispielsweise Hilfe-Informationen) zur Verfügung gestellt werden.
  • Während das tragbare Computersystem, hier in erster Linie so beschrieben wird, das es dafür programmiert ist, um Instandhaltung, Reparaturen sowie Fehlersuche am Feldgerät vorzunehmen, kann der tragbare Computer eine Vielzahl an anderen Aktivitäten ausführen und/oder vornehmen. Insbesondere kann eine Anzahl an Anwendungen im tragbaren Computersystem 30 gespeichert und/oder durch die Bedienerworkstation 14 ausgeführt und durch das Computersystem 30 über die Sende-Empfangsgeräte 32 und 36 zugegriffen werden. Beispielsweise kann das tragbare Computersystem 30 Prozesssteuerdiagnoseaktivitäten vornehmen, wie jene offenbart in der US Patentanmeldung Nr. 09/256,585 mit dem Titel „Diagnostics in a Process Control System”, eingereicht am 22. Feb. 1999 und als U.S. Patent Nr. 6,298,454 erteilt und auf das hier voll inhaltlich Bezug genommen wird. Die Diagnoseaktivitäten können die Verwendung eines Diagnoseexpertensystems einschließen, wie z. B. jenes offenbart in US Patent Anmeldung Nr. 09/499.445 genannt „Diagnostic Expert in a Process Control System”, das am 7. Feb. 2000 eingereicht wurde und welches als US Patent Nr. 6.633.782 erteilt wurde und auf das hier ebenfalls voll inhaltlich Bezug genommen wird. Weiterhin können die Diagnoseaktivitäten die Erkennung und Diagnose von Verdrahtungsfehlern einschließen, wie jene offenbart in der US Patentanmeldung Nr. 850.300, genannt „Wiring Fault Detection, Diagnosis and Reporting for Process Control Systems”, welches am 19. April 2001 eingereicht wurde und auf das hier voll inhaltlich Bezug genommen wird.
  • Jedoch kann im Allgemeinen das tragbare Computersystem 30 angepasst werden, um jede der Aktivitäten vorzunehmen, die typischerweise durch die Bedienerworkstation 14 vorgenommen werden oder vorgenommen werden könnten. Ebenso kann das hier beschriebene, tragbare Computersystem als eine Bedienerschnittstelle in jedem modernen Prozesssteuerungssystem verwendet werden. Moderne Prozesssteuerungssysteme sind typischerweise, mikroprozessorgesteuerte geteilte Steuersysteme (DCSs). Eine übliche DCS-Konfiguration schließt eine oder mehrer Anwenderschnittstellengeräte, wie z. B. Workstations, verbunden durch einem Datenbus (z. B. Ethernet), mit einer oder mehrerer Steuerungen ein. Die Steuerungen sind im Allgemeinen räumlich in der Nähe eines gesteuerten Prozesses angebracht und sind mit einer Vielzahl an elektronischen Überwachungsgeräten und Feldgeräten, wie z. B. elektronische Sensoren, Sende-Empfangsgeräte, Strom-Druck-Wandler, Ventilpositioniergeräte, etc. verbunden, die überall im Prozess angebracht sind.
  • In einem üblichen DCS sind Steueraufgaben, durch Bereitstellung eines Steueralgorithmus, in jeder der Steuerungen verteilt. Die Steuerungen führen den Steueralgorithmus unabhängig aus, um die Feldgeräte zu steuern, mit den die Steuerungen verbunden sind. Diese Dezentralisierung der Steueraufgaben liefert eine größere Gesamtflexibilität des Systems. Wenn ein Anwender, zum Beispiel, einen neuen Prozess oder einen Teil eines Prozess zum DCS hinzufügen möchte, kann der Anwender eine zusätzliche Steuerung (die einen entsprechenden Steueralgorithmus hat) verbunden mit entsprechenden Sensoren, Aktuatoren, etc. hinzufügen. Alternativ, wenn der Anwender einen existierenden Prozess bearbeiten möchte, können neue Steuerparameter oder Steueralgorithmen, z. B. von einer Anwenderschnittstelle zu einer entsprechenden Steuerung über einen Datenbus heruntergeladen werden.
  • Um eine verbesserte Modularität und Kompatibilität zwischen Herstellern zu gewährleisten, sind Hersteller von Prozesssteuerungen kürzlich zu einer noch weitergehenderen Dezentralisierung der Steuerung im Prozess übergegangen. Diese neueren Vorgehensweisen basieren auf intelligenten Feldgeräten, die unter Verwendung eines offenen Protokolls, wie das HART®, WORLDFP®, Device-Net®, CAN und Fieldbus Protokolle kommunizieren. Diese intelligenten Feldgeräte sind hauptsächlich mikroprozessorgesteuerte Geräte, wie z. B. Sensoren, Aktuatoren, etc., die, in einigen Fällen, beispielsweise mit Fieldbus-Geräten, auch einige Steuerkreisfunktionen durchführen, die gewöhnlich von einer DCS-Steuerung ausgeführt werden. Weil einige intelligente Feldgeräte Steuerfähigkeiten liefern und unter Verwendung eines offenen Protokolls kommunizieren, können Feldgeräte von einer Vielzahl von Herstellern miteinander über einem gemeinsamen, digitalen Datenbus kommunizieren und interagieren können, um einen Steuerkreis ohne Eingriff durch eine herkömmliche DCS-Steuerung oder einen anderen Datenbus, der für die Datenübertragung geeignet ist, auszuführen.
  • Die Steuerungen und andere Geräte, die überall verteilt in solch modernen Prozesssteuerungssystemen sind, sind kommunikativ mit einer oder mehreren Bedienerworkstations über einen Systempegel-Datenbus, wie z. B. ein Ethernet oder jeden anderen geeigneten digitalen Verbindungsbus verbunden. Wie bekannt können auch ein oder mehrere Datenverlaufsspeicher über den Systemebene-Datenbus kommunikativ mit den Workstations und anderen Geräten im Prozesssteuerungssystem verbunden sein.
  • Deshalb kann das hier beschriebene tragbare Computersystem kommunikativ verbunden sein mit einem Systemebene-Datenbus in jedem Prozesssteuerungssystem entweder über eine Workstation, die ein drahtloses Sende-Empfangsgerät einschließt, einige andere Geräte in Verbindung mit dem Systemebene-Datenbus, der eine drahtlose Verbindungsschnittstelle bereitstellt oder über jede andere drahtlose Kommunikationsschnittstelle, wie z. B. an einem bestimmten Feldgerät, das dem tragbaren Computer ermöglicht zu interagieren und Prozessinformationen und andere Informationen mit dem Prozesssteuerungssystem auszutauschen. Auf diese Weise kann eine Systembedienperson oder ein Anwender mit dem Prozesssteuerungssystem entfernt über ein tragbares Computersystem interagieren, z. B. während dem Durchgehen der Prozessanlage, ohne ein Walkie-Talkie zum Kommunizieren mit einer anderen Person an einer festen Hostbedienerworkstation verwenden zu müssen. Demzufolge ermöglicht das hierin beschriebene tragbare Computersystem einem einzelnen Anwender mit dem Prozesssteuerungssystem von jedem Ort in der Prozesssteueranlage oder möglicherweise außerhalb der physischen Prozesssteueranlage zu kommunizieren, als ob die Interaktion über eine konventionelle Bedienerworkstation geschehen würde.
  • Wenn erwünscht, kann der tragbare oder handgehaltenen Computer 30 verwendet werden um direkt und drahtlos auf einzelne Feldgeräte zuzugreifen, ohne über das Host-System zu kommunizieren, um jede Funktion auszuführen, die typischerweise bei bekannten handgehaltenen Geräten ausgeführt werden, die mit Feldgeräten über eine verdrahtete Verbindung kommunizieren. Insbesondere gibt es gegenwärtig handgehaltene oder tragbare Geräte, die mit in die Prozessanlage getragen werden können und vorübergehend mit einzelnen Geräten (wie Feldgeräte, Steuerungen, etc.) in der Anlage über eine festverdrahtete Verbindung verbunden werden können, um mit diesen Geräten zu kommunizieren. Eines dieser Geräte ist ausführlich in US Patent Nr. 6.094.600 beschrieben, auf dessen Offenbarung hier voll inhaltlich Bezug genommen ist. Typischerweise, sind solche vorübergehenden festverdrahteten Verbindungen aufgebaut, um Diagnosen am Gerät durchzuführen, um ein Gerät zu konfigurieren oder neu zu kalibrieren, oder als Teil einiger anderer Reparatur- oder Analysefunktionen in Bezug auf das Gerät. Gewöhnlich haben diese bekannten handgehaltenen Kommunikationseinrichtungen Anschlussleitungen oder -drähte, die direkt mit Terminals an den Feldgeräten verbinden oder zum Bus oder zur Kommunikationsleitung verbinden, die durch das Gerät, beispielsweise einem HART oder ein Feldbus Bus, geht.
  • Verständlicherweise kann der tragbare oder handgehaltene Computer jedoch direkt mit den Geräten, beispielsweise Feldgeräten, über das drahtlose Sende-Empfangsgerät 36 kommunizieren, das am Computer 30 angeordnet ist und einem drahtlosen Sende-Empfangsgerät, das an einem oder mehreren Feldgeräten angeordnet ist, beispielsweise die drahtlosen Sende-Empfangsgeräte 32A und 32B aus 1. In diesem Beispiel kann der handgehaltene Computer oder die Kommunikationseinrichtung 30 direkt mit verschiedenen Feldgeräten kommunizieren, um Informationen von den Feldgeräten (wie Prozessinformationen oder Informationen gesammelt von und gespeichert in Feldgeräten) zu erhalten, um Informationen (wie Konfigurationsinformationen) zu den Feldgeräten zu senden oder, um beliebige Aufgaben an den Feldgeräten unter Verwendung der gleichen Kommunikationsart auszuführen, die typischerweise durch bekannte, festverdrahtete, handgehaltene Geräte-Kommunikationseinrichtungen implementiert sind, abgesehen davon, dass die Kommunikationen mit dem Gerät drahtlos durchgeführt werden.
  • 15 veranschaulicht eine Anzahl an verschiedenen Methoden in denen ein handgehaltener Computer, von nun an handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 genannt, verwendet werden kann, um drahtlos mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Geräte, insbesondere Feldgeräte in einer Prozessanlage 340 zu kommunizieren. Wie in 15 veranschaulicht, schließt die Prozessanlage 340 eine Anzahl verschiedener Bereiche oder Abschnitte 350, 360, 370 und 380 ein, jeder mit sowohl verschiedenen Sätzen von Feldgeräten (und anderen Geräten, wie Steuerungen, Eingabe/Ausgabe-Geräte, etc.) darin, als auch einem Hostcomputer 390 und ein Depotspeicher 395 in Verbindung mit der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330.
  • Wie eingehend in 15 veranschaulicht, schließt der Abschnitt 350 der Prozessanlage 340 eine Steuerung 410, kommunikativ mit zwei Feldgeräten 411 und 412 verbunden, die z. B. HART oder 4–20 mA Feldgeräte sein können, ein. Es ist dargestellt, dass das Feldgerät 411 ein eingebautes oder on-board Sende-Empfangs-Gerät einschließt, während ist dargestellt, dass das Feldgerät 412 mit einem Sende-Empfangs-Gerät 413 nachgerüstet ist, das mit diesem über eine festverdrahtete Verbindung verbunden ist. Die festverdrahtete Verbindung kann unter Verwendung der festverdrahteten Verbindungsterminals, die typischerweise für bekannte, tragbare, handgehaltene Geräte verwendet werden oder beliebige andere geeignete Verbindungsterminals, auf dem Feldgerät 412 implementiert sein. Während der Bedienung kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 direkt mit den Feldgeräten 411 und 412 über das in Gerät 411 eingebaute Sende-Empfangsgerät oder über das Sende-Empfangsgerät 413 in Verbindung mit dem Gerät 412 kommunizieren.
  • Abschnitt 360 der Prozessanlage schließt eine Steuerung 420 ein, die kommunikativ über ein Eingabe/Ausgabe-Gerät 422 mit einem Bus 423 verbunden ist, über den ein Satz von Bus-basierenden Protokoll-Feldgeräten 424 kommuniziert. Die Feldgeräte 424 können, z. B. beliebige Feldbus-Geräte (beispielsweise FOUNDATIONTM Feldbus-Geräte), Profibus-Geräte oder beliebige andere Geräte sein, die ein geeignetes Buskommunikationsprotokoll verwenden. Zusätzlich ist ein Sende-Empfangsgerät 426 mit dem Bus 423 verbunden und arbeitet als eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den Geräten 424 und der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330. Natürlich schließt das Sende-Empfangsgerät 426 die Gesamte Kommunikationsausstattung und -software ein, die benötigt wird, um auf Bus 423 unter Verwendung des entsprechenden Busprotokolls zu kommunizieren. Das Sende-Empfangsgerät 426 ist in der Lage Kommunikationen auf Bus 423 in drahtlose Signale zur Übermittlung auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 umzusetzen und ist in der Lage drahtlos von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 empfangene Kommunikationen, in entsprechende Signale umzusetzen, die dem Busprotokoll entsprechen, das auf Bus 423 verwendet wird, um zu anderen Geräten auf dem Bus 423 übermittelt zu werden. Somit kommuniziert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 während des Betriebs mit dem Sende-Empfangsgerät 426 und fordert Informationen von einem oder mehreren weiteren Feldgeräten 424 an oder verlangt, dass Informationen oder Signale auf dem Bus 423 an diese gesendet werden. Das Sende-Empfangsgerät 426, das als ein Eingabe/Ausgabe-Gerät in Bezug auf die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 und dem Bus 423 arbeitet, erstellt. dann und sendet entsprechende Signale auf dem Bus 423, um die Operationen zu erzielen, die durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 angefragt werden. Solche Operationen können z. B. das Senden eines Signals zu einem Feldgerät 424, um Informationen vom Feldgerät 424 anzufragen, das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen oder Kalibrierung oder Steuersignale zum Feldgerät 424, um das Feldgerät zu veranlassen in einer Weise konfiguriert, kalibriert oder gesteuert zu sein, Austausch von Informationen in einem der Feldgeräte 424, etc. einschließen.
  • Wie in 15 veranschaulicht, schließt der Abschnitt 370 der Prozessanlage 340 eine Reihe von Steuerungen 450 verbunden mit verschiedenen Feldgeräten 454 ein, von denen jedes über eine festverdrahtete Verbindung zu einem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 456 verbunden ist. Im diesem Fall können die Feldgeräte 454, welche sowohl jede Art von Feldgeräten sein können, einschließlich, aber nicht ausschließlich HART und 4–20 mA (konventionelle) Feldgeräte, als auch Bus-basierende Protokollgeräte, wie Fieldbus Geräte, kommunikativ zur Steuerung 450 in jeder gewünschten Weise oder unter Verwendung jeder konventionellen oder bekannten Kommunikationsanordnung verbunden sein. Verständlicherweise arbeitet das drahtlose Sende-Empfangsgerät 456, das zum Feldgerät 454 unter Verwendung jeder gewünschten Verbindungsanordnung oder jedes gewünschten Terminals verbunden werden kann, als ein drahtloser Knoten für die Feldgeräte 454.
  • Während der Operation kommuniziert die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos mit dem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 456 und erfragt Informationen oder fordert an, dass Informationen oder Signale zu einem oder mehreren der Feldgeräte 454 gesendet werden. Das Sende-Empfangsgerät 456, das als Eingabe/Ausgabe-Gerät in Bezug auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 und das Gerät 454 arbeitet, erstellt dann und sendet entsprechende Signale zu einzelnen Geräten 454, um die angeforderten Operationen durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu erzielen. Solche Operationen können z. B. das Senden eines Signals zu einem Feldgerät 454, um Informationen von diesem Feldgerät 454 anzufordern, das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen, Kalibrierungen oder Steuersignale zu einem Gerät 454, um das Feldgerät 454 zu veranlassen in einer Weise konfiguriert oder kalibriert oder gesteuert zu werden, Austausch von Informationen in einem der Felgeräte 454, etc. einschließen.
  • In einer etwas anderen Konfiguration schließt der Abschnitt 380 der Prozessanlage 340 eine oder mehrere Steuerungen 460 ein, die kommunikativ in jeder gewünschten Weise zu einem oder mehreren der Feldgeräte 464 über festverdrahtete Verbindungen und/oder über drahtlose Kommunikationsverbindungen verbunden sind. Hier jedoch schließt jedes der Feldgeräte 464 ein drahtloses Sende-Empfangsgerät ein, das darin angeordnet oder damit verbunden ist und kommuniziert drahtlos mit einem drahtlosen Knoten-Sende-Empfangsgerät 466. In diesem Fall kann jedes der Feldgeräte 464 ein Teil eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes sein, beispielsweise ein Punkt-zu-Punkt- oder ein Maschen-Netzwerk, in dem der Transmitter-Knoten 466 auch ein Teil ist und in dem die Steuerungen 460 ein Teil sein können. In dieser Konfiguration, falls erwünscht, können die Steuerungen 460 oder andere Geräte mit den Feldgeräten 464 drahtlos, unter Verwendung einer festverdrahteten Verbindung (abgebildet in 15) oder unter Verwendung einiger Kombinationen der beiden, kommunizieren. In jedem Fall kommuniziert die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 mit dem drahtlosen Sende-Empfangsgerät 466 (oder einem anderen Gerät im drahtlosen Netzwerk) und erfragt Informationen oder fordert an, dass Informationen oder Signale zu einem oder mehreren der Feldgeräte 464 gesendet werden. Das Sende-Empfangsgerät 466, das als Eingabe/Ausgabe-Gerät in Bezug auf die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 und die Geräte 464 arbeitet, erstellt dann und sendet drahtlos entsprechende Signale zu einzelnen Geräten der Geräte 464, um die durch die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 angefragten Operationen zu bewirken. Solche Operationen können z. B. das Senden eines Signals zu einem Feldgerät 464 einschließen, um Informationen von diesem Feldgerät 464 anzufordern, das Senden einer oder mehrerer Konfigurationen, Kalibrierungen oder Steuersignalen zu einem Gerät 464, um das Feldgerät 464 zu veranlassen, in einer Weise konfiguriert oder kalibriert oder gesteuert zu werden, der Austausch von Informationen in einem der Felgeräte 464, etc.
  • Natürlich kann, falls erwünscht, die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 stattdessen drahtlos, aber direkt mit jedem der Feldgeräte 464 kommunizieren. Dies wäre ähnlich zu den Kommunikationen, die mit den Feldgeräten angeordnet im Abschnitt 350 der Prozessanlage 340 abgebildet sind, abgesehen davon, dass die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos, direkt mit den Feldgeräten (oder anderen Geräten) in einem drahtlosen Netzwerk, im Gegensatz zu einem festverdrahteten Netzwerk, kommuniziert.
  • Zusätzlich oder alternativ kann eine handgehaltene Kommunikationseinrichtung (veranschaulicht in 15 als Kommunikationseinrichtung 330A) zum Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 über eine vorübergehende festverdrahtete Verbindung verbunden sein und die gleiche Art von Kommunikationen mit dem Feldgerät 464 durchführen. Auf diese Weise kann ein zentral oder günstig angebrachter Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 die Notwendigkeit ein Kommunikationsgerät 330, einschließlich einem eingebauten drahtlosen Sende-Empfangsgerät zu haben verringern, kann aber stattdessen drahtlos mit einer Vielzahl von Feldgeräten 464, unter Verwendung des drahtlosen Sende-Empfangsgeräts, in Verbindung mit dem Sende-Empfangsgeräte-Knoten 466 kommunizieren.
  • Wie ebenfalls in 15 veranschaulicht, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 drahtlos mit dem Hostgerät 390 und/oder mit dem Informationsdepotspeicher 395 kommunizieren, der kommunikativ oder nicht kommunikativ mit dem Hostgerät 390 verbunden sein kann.
  • Wie jedoch nicht in 15 gezeigt ist, kann das Hostgerät 390 in jeder bekannten oder geeigneten Weise (beispielsweise über eine oder mehrere festverdrahtete Verbindungen) mit einigen oder allen Steuerungen 410, 420, 450 und 460 der 15 verbunden sein und kann mit der Steuerung der Geräte, veranschaulicht in 15, in Verbindung stehen oder daran beteiligt sein. In jedem Fall, speichert der Host 390 und/oder der Depotspeicher 395, der mit dem Host 390 über eine festverdrahtete Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung verbunden sein kann, Informationen über die Geräte 411, 412, 424, 454 und 464 (und beliebige andere Geräte in der Prozessanlage 340) mit denen die handgehaltene Kommunikationseinrichtung drahtlos kommunizieren wird. Solche Geräteinformationen können beliebige und jegliche Instandhaltungs-, Status- und gegenwärtige Operationsinformationen, wie gemessene Parameter, etc. von einem Gerät über den Hostcomputer 390, Gerätekalibrierungsinformationen und Geräteherstellerinformationen einschließen. Diese gerätespezifischen Informationen können auch spezifische Informationen einschließen, die von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 benötigt wird, um mit dem Kommunikationsprotokoll (den Kommunikationsprotokollen) zu kommunizieren oder es zu definieren, welches wiederum benötigt wird, um drahtlos mit einem Gerät, den Anwenderschnittstellen, die von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, die zum drahtlosen Kommunizieren mit einem oder mehreren der Geräte in der Prozessanlage 340, etc. zu verwendet werden.
  • Während der Operation kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Geräteinformationen vom Depotspeicher 395 erhalten, die die Art der Kommunikation mit einem oder mehreren Feldgeräten in einem oder mehreren Abschnitten 350, 360, 370 und 380 der Prozessanlage 340 bestimmen. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann dann mit in die einzelnen Abschnitte der Anlage 340 genommen werden, für die Informationen heruntergeladen wurden und mit dem einen oder mit mehreren Feldgeräten in diesem Abschnitt kommunizieren. Eine Bedienperson oder ein Techniker kann solche Kommunikation veranlassen, um Status, Operations- und Kalibrierungsinformationen vom Gerät zu erhalten, um ein Gerät zu konfigurieren oder zu rekonfigurieren, um jede gewünschte oder verfügbare Information vom Gerät zu erhalten oder, um das Gerät dazu zu veranlassen, eine Funktion, beispielsweise eine Steuerfunktion, eine Testfunktion, eine Kommunikationsfunktion, etc. auszuführen. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann dann jede von einem Gerät erhaltene Information auf einen Host 390 oder ein Depotspeicher 395, das als Datenverlaufsspeicher oder Konfigurationsdatenbank arbeiten kann, herunterladen.
  • Im Allgemeinen kann ein Feldgerät, mit dem die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 auf drahtlose Weise kommunizieren wird, komplett im Depotspeicher 395 unter Verwendung der wohl bekannten EDD-Sprache beschrieben sein. Zusätzlich ist der Zugriffsmechanismus durch seine EDD bestimmt. Wie oben beschrieben, sind die Feldgeräte entweder mit einem drahtlosen Transmitter ausgestattet oder sind mit einem drahtlosen Knoten verbunden, der als Gateway für alle Geräte in einem Bereich, beispielsweise das Maschennetzwerk, dient. Die Geräte-EDD kann zum Depotspeicher 395 oder zur handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 über eine CD oder das Netz oder in jeder anderen Weise übermittelt werden und von dort kann sie, wenn benötigt, zur handgehaltenen Kommunikationseinrichtung übermittelt werden.
  • Wie oben beschrieben kann der Host-Depotspeicher 395 ein Depotspeicher für alle Geräteinformationen unterhalten. Deshalb kann der Host-Depotspeicher 395, zusätzlich zum Speichern der EDDs für die verschiedenen Feldgeräte, auch andere Geräteinformationen, wie Herstellerdaten, gerätespezifische Dokumentationen, Konfigurationsdaten, Anwender-Anzeige-Schnittstellen zur Verwendung an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, wenn mit einem Gerät kommuniziert wird, Menüs für die Anzeigen, ein Datenverlauf von Datensätzen bezüglich Datenverlauf/Ausführung/Instandhaltung/Kalibrierung, etc. für ein Gerät etc., enthalten. Allgemeine Gerätedaten, kann der Depotspeicher 395 als Link auf der Webseite des Herstellers speichern, anstatt eine Kopie im Depotspeicher 395 aufzubewahren, damit diese Daten wenn benötigt erhalten werden können oder von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 angefordert werden können. In jedem Fall kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 alle notwendigen Gerätedaten vom Depotspeicher 395 erhalten, bevor der Versuch unternommen wird mit einem bestimmten Gerät zu kommunizieren oder nach dem Versuch mit einem Gerät (d. h. nach dem Identifizieren eines Gerätes mit dem Kommunikation gewünscht ist) zu kommunizieren.
  • Zusätzlich schließt die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 die Infrastruktur und Software ein, um die vom Depotspeicher 395 empfangenen Gerätedaten zu verarbeiten, damit Kommunikationen mit den Geräten in jeder in 15 beschriebenen Weise bewirkt werden. Die Gerätedaten können auf Anfrage drahtlos zur handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 vom Depotspeicher 395 heruntergeladen werden, so dass die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 nicht permanent alle gerätespezifische Daten speichern muss. Natürlich könnte der Wartungsingenieur für eine Reihe an Geräte Daten vorher herunterladen, bevor er in die Anlage oder in einen bestimmten Abschnitt der Anlage 340 geht.
  • Das Design der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 kann der bekannten Net-plattform entsprechen, in diesem Fall unterstützt die Plattform, die in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 läuft, eine gemeinsame Schnittstelle der gerätebeschreibenden Sprache (DDL) und andere Konfigurationsbeschreibungen unterstützt. Demzufolge unterstützt die Plattform jedes Gerät, das über konforme Gerätebeschreibungen (DDs), gerätespezifische Funktionen und anderen Beschreibungen verfügt. Zusätzlich, wenn nötig, könnte die Plattform, die an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 verwendet wird, drahtlos vom Hostcomputer 390 aktualisiert werden.
  • Wie oben beschrieben, kommuniziert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 33, zusätzlich zum drahtlosen Kommunizieren mit dem Host-System 390 und mit dem Depotspeicher/Quelle 395, auch drahtlos mit den Geräten in der Anlage 340, beispielsweise mit den Feldgeräten 411, 412, 424, 454 und 464 über drahtlose Zugriffspunkte dieser Geräte, z. B. die eingebauten Sende-Empfangsgeräte in den Feldgeräten, die Sende-Empfangsgeräte 413, 426, 456, 466, etc. Natürlich kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 jedes einzelne oder mehrere standardmäßigen, drahtlosen Protokolle verwenden, um mit den Feldgeräten zu kommunizieren. Zusätzlich kann die EDD verwendet werden, um Kommunikationen zwischen der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 und den Feldgeräten bereitzustellen. Insbesondere definiert EDD Gerätefunktionsblöcke, und die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann auf die vielfältigen Daten in einem Gerät durch Funktionsblocks zugreifen, ähnlich wie die Methode, in der auf ein Foundation Fieldbus-Gerät zugegriffen werden kann. Wenn ein drahtloser Knoten für verschiedene Geräte, beispielsweise in den Abschnitten 360, 370 und 380 in 15, verwendet ist, wird der Knoten, unter Verwendung beliebiger Standardübertragungsprotokolls, beispielsweise das HART-, Fieldbus-Protokoll, etc., durch Drähte mit den Feldgeräten kommunizieren.
  • Während der Anwendung kann ein Wartungsingenieur zu einem Feldgerät oder einen anderen Gerät, mit dem Kommunikation erwünscht ist, gehen. Das Feldgerät kann, wie oben beschrieben, auf jede gewünschte Weise identifiziert werden, einschließlich unter Verwendung visueller, Audio- oder elektromagnetischer Strahlungstechniken einschließlich drahtloser Identifikation. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kann dann drahtlos Gerätedaten vom Host-Depotspeicher anfragen, falls die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, diese Informationen nicht bereits speichert. In Fällen, in denen drahtlose Kommunikation mit dem Host 390 oder Depotspeicher 395 vom Ort, an dem sich die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 befindet, nicht möglich ist, kann der Wartungsingenieur oder ein anderer Anwender diese Informationen vorab in die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 laden, bevor er ins Feld oder in die Anlage 340 geht.
  • In jedem Fall, basierend auf den zur handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 gelieferten Informationen, startet oder implementiert ein Prozessor an der Kommunikationseinrichtung 330 Kommunikationssoftware, die dem Wartungsingenieur eine oder mehrere spezifische Anwenderschnittstellen anzeigt, die konfiguriert oder gemacht sind, um zur Kommunikation mit dem besagten Gerät verwendet zu werden. Als Teil dieses Prozesses verbindet sich der Wartungsingenieur kommunikativ mit dem Feldgerät, gemäß den Protokollinformationen, die vom Depotspeicher 395 empfangen wurden und durch die Kommunikationssoftware verwendet wurden oder den Programmierungen die in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 gespeichert wurden, um solche drahtlosen Kommunikationen zu implementieren.
  • Sobald eine Kommunikationsverbindung aufgebaut ist, und zwar unter Verwendung eines beliebigen der zur drahtlosen Verbindung gehörenden Hardwaregeräte und Software, die sowohl im Feldgerät als auch einem beliebigen zugehörigen Sende-Empfangsgerät gespeichert ist, sowie auch der Software oder weiteren Programmierungen in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, führt der Wartungsingenieur, z. B. unter Verwendung der vorkonfigurierten Anwenderschnittstellen, ein Ablesen vom Gerät und ein Schreiben in das Gerät durch. Natürlich kann der Anwender die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwenden, um mit dem Feldgerät für jeden gewünschten Zweck zu kommunizieren, beispielsweise, um Informationen vom Gerät ab zu lesen, um das Gerät zu konfigurieren oder zu rekonfigurieren, um das Gerät zurückzusetzen oder zu kalibrieren oder zu steuern, um neue Parameter oder andere Informationen zum Gerät zu senden, um beliebige Standardinstandhaltungsvorgänge, Diagnoseaktivitäten oder Routinen am Gerät oder an einem Teil der Anlage, in dem das Gerät steht etc. durchzuführen.
  • Nachdem der Wartungsingenieur das Kommunizieren mit dem Feldgerät beendet hat, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung, zu einem späteren Zeitpunkt, die empfangenen Gerätedaten, die vom Gerät (wie auch alle anderen Daten, im handgehaltenen Gerät als Teil dieses Kommunikationsprozesses, beispielsweise Daten zum verfolgen von Änderungen oder zur Versionssteuerung) erhalten wurden, auf den Hostcomputer 390 und/oder auf das Depotspeicher 395 herunterladen.
  • Der Wartungsingenieur kann auch oder stattdessen in einen anderen Bereich oder Abschnitt der Anlage 340 gehen und oben erwähnte Schritte wiederholen, um dann mit weiteren Geräten in diesen weiteren Bereichen oder Abschnitten der Anlage 340 zu kommunizieren.
  • Unter Verwendung des Systems in 15, greift die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 direkt auf drahtlose Weise auf Geräte zu ohne mit diesen Geräten durch den Steuersystemhost 390 kommunizieren zu müssen. Aus diesem Grund kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 immer noch mit einem oder mehreren Geräten in der Anlage 340 kommunizieren, auch wenn das Host-System 390 zu weit von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 entfernt ist, um drahtlos mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu kommunizieren. Deshalb erfordert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330, in dieser Konfiguration keine räumliche Nähe zum drahtlosen Zugriffspunkt des Hostgerätes 390, um auf ein Feldgerät zuzugreifen. Weiterhin, in einigen Fällen, beispielsweise in Fällen in denen einige Geräteinformationen dem Host-System 390 nicht verfügbar sind, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 immer noch drahtlos diese Informationen direkt vom Feldgerät erhalten und kann dann diese Informationen auf das Host-System 390 herunterladen, dabei werden dem Host-System 390 mehr und genauere Informationen bereitgestellt und in einigen Fällen bessere Steuerung oder Überwachung des Gerätes erlaubt.
  • Ebenso kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwendet werden, um mit verschiedenen Geräten zu kommunizieren, die nicht anderweitig mit dem Host-System 390 oder sogar mit dem gleichen Hostcomputer verbunden sind. Deshalb kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verwendet werden, um auf Relaisknoten, die nicht am oder nicht anderweitig mit einem bestimmten Steuernetzwerk verbunden sind, zuzugreifen. Alternativ kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einfach mit einem weiteren Steuersystem erneut verbunden werden, wenn z. B. der Wartungsingenieur zu einer anderen Anlage geht, was die Verwendung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 ortsunabhängig macht, während die Prozedur des Verbindungsaufbaus einfach und automatisch bleibt.
  • Falls erwünscht, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 herkömmlicherweise von einem Datenverlaufsspeicher durchgeführte Aufgaben durchführen, indem sie Gerätdatenverläufe erfasst und speichert, die später an den Host 390 oder an einen dem Host 390 zugehörigen Datenverlaufsspeicher weitergeleitet werden können. Zusätzlich, wie weiter unten ausführlicher besprochen, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 390 Programme speichern und implementieren, die in einem Online-, einem Offline und einem Dienstprogrammbetrieb arbeiten. Beispielsweise, wenn die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 mit einem Gerät über eine beliebige der Sende-Empfangsgeräteverbindungen aus 15 verbunden ist, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Aufgaben in einem Online-Betrieb durchführen, z. B. während die Anlage 340 oder das Gerät mit dem die Kommunikationseinrichtung 330 verbunden ist Online arbeitet. Jedoch kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 auch die benötigten Informationen oder Daten vom Host 390, dem Depotspeicher 395 oder jedem der Geräte, mit denen sie kommuniziert, erhalten und kann Geräte-Anwenderschnittstellen konfigurieren, kann Anwenderpräferenzen definieren, kann Hotkeys, Vorgänge, definieren, etc, all das kann geschehen, wenn sie nicht mit dem Feldgerät verbunden ist oder wenn das Feldgerät auf Offline-Betrieb arbeitet. In einem Dienstprogramm-Betrieb kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 das System Software/Hardware selbst diagnostizieren, gesammelte Daten analysieren, auf Fehler untersuchen und eingeschränkte Korrektheitskontrollen auf dem DD, der Konfiguration und andere Einstellungen auf dem Feldgerät mit dem es kommuniziert durchführen. Ein bestimmter Dienstprogramm-Betrieb kann als Simulations-Betrieb verwendet werden. Bei diesem Betrieb verbindet die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 nicht kommunikativ zu einem echten Hostgerät oder zu einem Feldgerät, aber simuliert stattdessen die Operation des Verbindens zu einem Hostgerät und/oder zu einem Feldgerät, um den Vorgang, der an einer bestimmten Aktion beteiligt ist, beispielsweise Konfigurieren eines Gerätes unter Verwendung der handgehaltenen drahtlosen Kommunikationseinrichtung 330, zu simulieren. Wenn die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 im Simulationsbetrieb ist, kann ein Anwender sich mit Training oder Walkthrough-Aktivitäten befassen.
  • Natürlich, wenn erwünscht, kann anstatt manueller Identifizierung eines Gerätes, die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 Zugriff auf automatische, drahtlose Identifikationssysteme haben. In diesem Fall, wenn ein bestimmtes Gerät mit einer Hochfrequenzidentifizierungs-(RFID)-Kennung ausgestattet ist, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 das Gerät automatisch identifizieren und dann zu diesem Gerät, wie oben beschrieben, verbinden, ohne einen manuellen Identifikationsvorgang für das Gerät zu erfordern.
  • Wenn erwünscht, und wie in 15 in Bezug auf die Kommunikationseinrichtung 330A vorgeschlagen, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 eine optionale Drahtleitungsverbindung (festverdrahtete) zum Host-System 390 oder zu jedem anderen der Geräte, mit denen die Kommunikationseinrichtung 330 kommunizieren wird, unterhalten, um höhere Geschwindigkeit und sichere Datenübertragung zu erhalten. Ebenso, um Interaktionen mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einfacher zu machen, könnte die Schnittstelle an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 ein Sensorbildschirmfeld, einen Stylus, oder jeden anderen bekannten Anwendereingabemechanismus als Eingabegerät einschließen. Die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330, die vorzugsweise über eine Batterie betrieben wird, kann auch programmiert werden, um in Energiespar-Betrieb zu gehen, wenn keine Aufgaben durchgeführt werden.
  • Obwohl sie drahtlos ist, sollte die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 ein kleines Risiko darstellen, das Steuersystem der Prozessanlage zu stören. Jedoch ist es vorzuziehen das Verbindungs-, Kommunikations- und Trennungsprotokoll in Zusammenhang mit der handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 zu implementieren, so dass keine physikalischen Störungen mit den Prozesssteuerungsoperationen und so dass keine unbeabsichtigten Software-/Systemstörungen mit den Prozesssteueroperationen auftreten.
  • Da die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 drahtlose Kommunikationen verwendet, ist sie gegenüber existierender handgehaltener Kommunikationseinrichtung, die mit dem Gerät festverdrahtet sind, verbessert. Insbesondere reduziert oder eliminiert die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 die Notwendigkeit mit einem Feldgerät verdrahtet zu sein, um Daten zu sammeln und auszugeben, was Zeit und Energie spart, da der Wartungsingenieur in die Nähe des Gerätes gehen kann, drahtlos Informationen vom Gerät sammeln und dann in die Nähe des Host-Systems gehen kann, um die gesammelten Daten drahtlos an den Host auszugeben, ohne das Gerät oder den Host tatsächlich zu berühren oder darauf zu zugreifen, der sich in vielen Beispielen an schwer erreichbaren oder gefährlichen Orten befindet.
  • Weiterhin kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 einen Empfänger einschließen, der Anlageumgebungsdaten liest, die in der Anlage 340 erzeugt und gesendet werden. Insbesondere ist es möglich Infrarot-Transmitter in einer Anlage bereitzustellen, um Signale zu übertragen, die Temperatur, Feuchtigkeit, Strahlungsbelastung oder alle anderen Anlageumgebungsdaten in Zusammenhang mit oder gemessen in der Anlage 340 anzeigen. Diese Transmitter können Sensoren verwenden, die nicht im Steuersystem der Anlage 340 integriert sind. Es können jedoch spezielle Empfänger verwendet werden, um diese übertragenen Anlageumgebungsdaten zu empfangen und anzugeigen. Wie in 15 gezeigt, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einen Infrarot(IR)-Empfänger 490 (oder eine andere geeignete Art von Empfänger) einschließen, der diese Anlageumgebungssignale, speichert und sie zur Anzeige an der Schnittstelle der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 verfügbar macht. Nach dem Speichern solcher Signale in einem Speicher in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330, kann die handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 diese Signale auch herunterladen oder die gesammelten Umgebungsdaten auf das Host-System 390, den Depotspeicher 395 oder sogar auf ein oder mehrere Feldgeräte herunterladen, die strenge Einbindung des Anlagensystems und bessere Prozesssteuerung ermöglichen. Natürlich könnte die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 jede Art Empfänger (neben einen IR-Empfänger) für Umgebungssignale einschließen und die Art des Empfängers wird von der Methode, mit der diese Umgebungssignale in der Anlage übertragen sind, abhängen. Des Weiteren kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 einen IR-Transmitter (oder einen anderen Transmitter) einschließen und die empfangenen Umgebungssignale zum Host-Computer 390 oder dem Depotspeicher 395 übertragen, und zwar unter Verwendung des gleichen Signaltyps, der von den innerhalb der Anlage angeordneten Umgebungs-Transmittern gesendet wird.
  • Zusätzlich unter Verwendung von Standard-EDD und Kommunikationsprotokollen, kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 Steuerbefehle ausgeben. Solche Befehle können von der Software in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 selbst erzeugt werden oder solche Befehle können vom Host-System 390 zu dem gesteuerten Gerät über die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 gesendet werden, entweder in Echtzeit oder mit einer Verzögerung geschehen, die auf dem Zeitunterschied basiert, der zwischen der kommunikativen Verbindung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 zum Host-System 390, um einen Steuerbefehl zu empfangen und der Zeit der kommunikativen Verbindung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung 330 zum Gerät, zu dem der Steuerbefehl gesendet wird. Um diese Funktionsweise zu erreichen kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 bekannte Sicherheits-/QoS(Quality of Survive)-Techniken verwenden. In jedem Fall wird, wie durch die obige Darstellung, verständlich gemacht, dass die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 mehrere verschiedene Arten drahtloser Kommunikationen bereit stellt, inklusive eins-zu-eins Kommunikationen zu einem Gerät, Sammeln von Feldumgebungsdaten und Fernkommunizieren mit einem Host. Des Weiteren kann die handgehaltene Kommunikationseinrichtung aus 15 verständlicherweise zusätzlich beliebige und alle Strukturen und Funktionsweisen, beschrieben in Bezug auf die tragbaren, wearable oder handgehaltenen Computergeräte, beschrieben in Bezug auf 1–14, einschließen.
  • Während die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 aus 15 als im Allgemeinen drahtlose Kommunikation mit Feldgeräten beschrieben wurde, kann die drahtlose handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 verständlicherweise genauso gut direkt (z. B. in jeder in 15 veranschaulichten Weise) mit anderen Gerätearten, einschließlich I/R-Geräten, Steuerung, Hosts, oder anderen Arten von Computergeräten kommunizieren. Zusätzlich können die Feldgeräte, veranschaulicht in 15, jede Art von Feldgeräten, beispielsweise Sensoren, Sende-Empfangsgeräte, Ventile, etc. sein und können jeder gewünschten Art von Kommunikationsprotokollen entsprechen oder diese verwenden. Weiterhin können verschiedene einzelne Feldgeräte aus 15 verschiedene Kommunikationsprotokolle verwenden und können sogar mit dem gleichen oder mit weiteren Steuersystemen verbunden sein. Bezüglich jedem bestimmten Feldgerätes, mit dem die handgehaltene Kommunikationseinrichtung 330 kommuniziert (oder damit sogar damit verbunden ist), kann deshalb das Hostgerät 390 ein Host sein oder auch nicht.
  • 10 ist eine schematische Darstellung eines handgehaltenen, tragbaren Computers 200, der in einem tragbaren Computersystem oder handgehaltenen Kommunikationseinrichtungssystem, wie hier beschrieben, verwendet werden kann. Wie in 10 abgebildet, schließt der handgehaltene Computer 200 ein äußeres Gehäuse 202, eine elektronische Anzeige 204 und ein Keypad 206 ein, die alle im Gehäuse 202, wie in 10 abgebildet, angeordnet sein können. Das äußere Gehäuse 202 kann aus jedem geeigneten Material, zum Beispiel Kunststoff, Gummi oder einem anderem geeigneten Material hergestellt sein. Bevorzugterweise, aber nicht notwendigerweise ist das äußere Gehäuse bemessen, um handgehaltene Anwendung des handgehaltenen Computers 200 zu unterstützen. Beispielsweise kann das äußere Gehäuse 202 Eigenschaften einschließen, die das Halten des äußeren Gehäuses 202 unterstützen oder die Befestigung des äußeren Gehäuses 202 an einem Gürtel oder jedem anderen Haltegerät unterstützen, das vom Anwender getragen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das äußere Gehäuse 202 eine Eigenschaftenmatrize einschließen, die es ermöglicht das handgehaltene Gerät 202 in einem selbstständigstehenden Gestell zu platzieren. Auf diese Weise kann der Anwender den handgehaltenen Computer 200 absetzen, um dadurch die Bedienung des handgehaltenen Computers 200 ohne Benutzung der Hände zu ermöglichen, so dass der Anwender Kalibrierungsaktivitäten, Diagnoseaktivitäten oder andere Aktivitäten effektiver ausführen kann, die leichter unter Verwendung einer oder beider Hände erzielt werden können.
  • Die Anzeige 204 kann jede elektronische Anzeige sein, die das Anzeigen von Text- und/oder Grafikinformationen ermöglicht. Als Beispiel kann die Anzeige 204 auf Flüssigkristall, Plasma oder jeder anderen geeigneten Anzeigetechnik basieren.
  • Das Keypad 206 kann eine Vielzahl an Knöpfen und/oder anderen elektromechanischen Eingabevorrichtungen einschließen, die vom Anwender aktiviert werden können, um die an der Anzeige 204 gezeigten Informationen zu wählen und/oder zu bearbeiten.
  • Während der handgehaltene Computer 200, in 10, als auf basierend einem PDA-Gerät oder -Plattform dargestellt ist, kann stattdessen jedes andere handgehaltene Gerät oder Plattform verwendet werden ohne vom Schutzumfang oder Geist der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können verschiedene oder zusätzliche Anwenderschnittstellentechniken in den handgehaltenen Computer 200 eingebunden sein. Zum Beispiel kann die Anzeige als Sensorbildschirm eingebunden sein, in diesem Fall kann das Keypad eliminiert oder optional gemacht werden, und eine drahtlose (z. B. Infrarot, Hochfrequenz, etc.) Schnittstelle kann bereitgestellt sein, um dem handgehaltenen Computer 200 zu ermöglichen mit den Peripheriegeräten, beispielsweise wie jene in 1 und 2 dargestellt, etc. zu kommunizieren. Im Allgemeinen kann der handgehaltene Computer 200 als tragbarer Computer 24, dargestellt in 1 und 2, verwendet werden und kann einige von allen Peripheriegeräten und andere Funktionen in Zusammenhang mit dem tragbaren Computersystem 20, darin dargestellt, einbinden.
  • Zusätzlich kann der handgehaltene Computer 200 eine oder mehrere Anwendungen ausführen, die eine oder mehrere graphische Applikationen der Anwenderschnittstellen einschließt, die von einem Prozessor im handgehaltenen Computer 200 ausgeführt werden können. Wie in 10 veranschaulicht, kann der handgehaltene Computer 200 Informationen zu Anlageebenen anzeigen, die Durchführungs- und/oder Auslastungsindexe 208 mit der Gesamtanlage einschließen können. Ebenso stellen 11–12 andere beispielhafte, graphische Anzeigen dar, die dem Anwender über den handgehaltenen Computer 200 geliefert werden können. Insbesondere stellt 11 eine graphische Anzeige 220 dar, die Durchführungsinformationen für einen bestimmten Bereich in der Anlage liefert. 12 stellt eine graphische Anzeige 240 dar, die detaillierte Modulinformationen in Tabellenform für den Bereich der Anlage in Zusammenhang mit der graphischen Anzeige aus 11 liefert. 13 stellt eine graphische Anzeige dar, die detaillierte Blockinformationen für eines der Module in Zusammenhang mit der Anzeige aus 12 liefert und 13 stellt eine graphische Anzeige dar, die Informationen zur Filtereinstellungen liefert, die dem Anwender ermöglichen die Methode zu steuern, mit denen die Module und Blockinformationen durch den handgehaltenen Computer 200 angezeigt werden.
  • Die hier beschriebene Routine kann natürlich, wie gewünscht, in eine Standard-Mehrzweck-CPU oder in speziell entworfene Hardware oder Firmware implementiert sein. Wenn diese in Software implementiert ist, kann die Software in jedem computerlesbaren Speicher, wie auf einer Magnetplatte, einer Bildplatte oder andere Speichermedien, in RAM oder ROM eines Computers oder Prozessors, etc. gespeichert sein. Ebenso kann diese Software zu einem Anwender oder Gerät (beispielsweise der wearable Computer) über jede bekannte oder erwünschte Zustellungsmethode zugestellt sein, einschließlich z. B. auf einer computerlesbaren Diskette, anderen transportierbaren Computerspeichermechanismen oder über einen Kommunikationskanal, beispielsweise einer Telefonleitung, das Internet, etc. (welches als gleich oder austauschbar mit dem Bereitstellen solcher Software über ein transportierbares Speichermedium betrachtet wird).

Claims (32)

  1. Verfahren zum Kommunizieren mit einem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) in einer Prozesssteuerungsumgebung, welches umfasst: – Empfangen von Positionsinformationen von einer GPS-Einheit (47) einer handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330); – Verwenden der Positionsinformationen zur Identifizierung des Feldgeräts (411, 412, 424, 454, 464); – drahtloses Kommunizieren zwischen der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) und einem Depotspeicher (395), so dass die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) Kommunikationsinformationen erhält, die Kommunikationsdaten für eine wechselseitige drahtlose Kommunikation mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über ein wechselseitiges drahtloses Kommunikationsprotokoll definieren und von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) benötigt werden, um mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) mittels des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren; – Speichern von Kommunikationsinformationen in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330), und – drahtloses Kommunizieren zwischen der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) und dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung der Kommunikationsdaten und des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Depotspeicher (395) vor dem drahtlosen Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) erfolgt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches ein Identifizieren des Feldgerätes (411, 412, 424, 454, 464) vor dem drahtlosen Kommunizieren zwischen dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) und der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) einschließt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Identifizieren des Feldgerätes (411, 412, 424, 454, 464) ein Erkennen einer zum Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) gehörenden Hochfrequenz-Identifizierungskennung einschließt, um das Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) zu identifizieren.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Depotspeicher (395) nach dem Identifizieren des Feldgerätes (411, 412, 424, 454, 464) erfolgt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Identifizieren des Feldgerätes (411, 412, 424, 454, 464) ein automatisches Identifizieren des Feldgerätes (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) einschließt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Speichern der Kommunikationsinformationen das Speichern von ein oder mehreren Kommunikationsinformationen zu einer Benutzerschnittstelle für die Anzeige an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330), um mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) zu kommunizieren, einer Gerätebeschreibung, welche die Kommunikation mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) definiert, und einem Kommunikationsprotokoll zur Verwendung beim Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) einschließt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) das Anfordern von Informationen vom Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) und Speichern der angeforderten Information in einem Speicher in der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) beinhaltet.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Anfordern von Informationen vom Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464), das Anfordern von einer der Status-, Einstellungs-, Hersteller- und Prozessparameterinformationen vom Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) einschließt.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) das Senden von Konfigurationsinformationen zum Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) einschließt.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) das Senden eines Steuerbefehls zum Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) einschließt.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) das Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen Hochfrequenzsender an der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) einschließt.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) das Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen am Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) angeordneten Hochfrequenzsender einschließt.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464), das Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen Hochfrequenzsender-Knoten, getrennt vom, aber durch eine Kommunikationsverbindung mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen festverdrahteten Kommunikationsanschluss verbunden, einschließt.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei drahtloses Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464), welches Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen Hochfrequenzsender-Knoten, getrennt vom, aber durch eine Kommunikationsverbindung mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über einen drahtlosen Kommunikationsanschluss verbunden ist, einschließt.
  15. Kommunikationssystem zur Verwendung in einer Prozessumgebung mit einer Mehrzahl von in einer Prozessanlage verteilten Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464), wobei das Kommunikationssystem aufweist: eine handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) mit einer Verarbeitungseinheit, einem Computer-lesbaren Speicher, einer graphischen Anzeigeeinheit, einem Eingabegerät, einem ersten drahtlosen Sende-Empfangsgerät und einer GPS-Einheit (47); ein zweites drahtloses Sende-Empfangsgerät in der Prozessumgebung mit Kommunikationskopplung zu mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464); wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) ausgebildet ist, Positionsinformationen von der GPS-Einheit (47) zu empfangen und diese Informationen zur Identifizierung mindestens eines aus der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) zu verwenden; wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) weiter eine Kommunikationsroutine ausführt, die angepasst ist, um drahtlos Kommunikationsinformationen von einem Depotspeicher (395) abzufragen und in einem Speicher der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) zu speichern, wobei die Kommunikationsinformationen die Kommunikationsdaten für eine wechselseitige drahtlose Kommunikation mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über ein wechselseitiges drahtloses Kommunikationsprotokoll definieren und von der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) benötigt werden, um mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) über eine wechselseitige drahtlose Kommunikation mittels des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls zu kommunizieren, und die Kommunikationsroutine weiterhin angepasst ist, um mit dem mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) über das erste und zweite Sende-Empfangsgerät unter Verwendung der Kommunikationsinformationen und des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls drahtlos zu kommunizieren, wobei das drahtlose Kommunizieren mit dem Depotspeicher (395) vor dem drahtlosen Kommunizieren mit dem Feldgerät (411, 412, 424, 454, 464) erfolgt.
  16. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei das zweite Sende-Empfangsgerät an mindestens einem der Mehrzahl an Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) angeordnet ist.
  17. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei das zweite Sende-Empfangsgerät außerhalb von mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) angeordnet, aber mit mindestens einen der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) durch eine festverdrahtete Kommunikationsverbindung verbunden ist.
  18. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 17, wobei das zweite drahtlose Sende-Empfangsgerät mit mindestens einen der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) über eine Bustyp-Kommunikationsverbindung verbunden ist.
  19. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 17, wobei das zweite drahtlose Sende-Empfangsgerät mit einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) über eine Punkt-zu-Punkt festverdrahtete Kommunikationsverbindung verbunden ist.
  20. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei das zweite Sende-Empfangsgerät außerhalb von mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) angeordnet und mit mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) durch eine sekundäre drahtlose Kommunikationsverbindung verbunden ist.
  21. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei das erste und zweite Sende-Empfangsgerät Hochfrequenz-Sende-Empfangsgeräte sind.
  22. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) einen Sekundärempfänger einschließt, der für den drahtlosen Empfang von einem oder mehreren Signalen von einem zusätzlichen, innerhalb eines Prozesses angeordneten, Sender angepasst ist.
  23. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 22, wobei der Sekundärempfänger ein Infrarot-Empfänger ist.
  24. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) eine oder mehrere Benutzer-Schnittstellen-Screens im Speicher zur Verwendung beim Kommunizieren mit mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) speichert.
  25. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) eine Identifizierungsroutine einschließt, die im Speicher gespeichert und dazu angepasst ist, vom Prozessor ausgeführt zu werden, um eines der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) zu identifizieren, wobei die Kommunikationsinformation von dem Depotspeicher (395) basierend auf der Identität des Feldgeräts (411, 412, 424, 454, 464) abgefragt wird.
  26. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 25, wobei die Identifizierungsroutine angepasst ist, um eines der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung einer Hochfrequenzidentifizierungskennung zu identifizieren.
  27. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 25, wobei die Identifizierungsroutine angepasst ist um eines der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung eines optischen Erkennungsverfahrens zu identifizieren.
  28. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 25, wobei die Identifizierungsroutine angepasst ist, um eines der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung eines Geräuscherkennungsverfahrens zu identifizieren.
  29. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) weiter eine festverdrahtete Kommunikationsverbindung einschließt, die dazu angepasst ist, um mit mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) bedarfsweise verbunden zu werden, um eine Kommunikation mit mindestens einem der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) auszuführen.
  30. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 15, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) rekonfigurierbar ist, um zu unterschiedlichen Zeiten mit verschiedenen der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls kommunizieren zu können.
  31. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 16, wobei die handgehaltene Kommunikationseinrichtung (330) angepasst ist, zwei unterschiedliche Kommunikationsinformationssätze zu speichern, die zur wechselseitige drahtlose Kommunikation mittels des wechselseitigen drahtlosen Kommunikationsprotokolls mit zwei oder mehreren verschiedenen der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) benötigt werden.
  32. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 31, wobei jeder der zwei unterschiedlichen Kommunikationsinformationssätze unterschiedliche Benutzerschnittstellen einschließt, um auf der Anzeigeeinheit der handgehaltenen Kommunikationseinrichtung (330) angezeigt zu werden, zur Verwendung beim Kommunizieren mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) aus der Mehrzahl von Feldgeräten (411, 412, 424, 454, 464) durch einen Benutzer.
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