报警重要性映射 相关申请的相互参照
本申请的主题公布在申请者共同未决的美国临时专利申请第60/020,118，于1996年6月20日提出，并从该日申请优先权。
技术背景
本发明涉及在复杂工业应用中可视报警指示的映射与显示，更确切地说，涉及作为核电厂控制与监测一部分的可视报警指示的映射与显示。为了确保安全和可靠地运行并且使意外事故的概率最小，核电厂设计为多级仪表冗余。作为设计原理的一部分，许多参数是被连续监测的，经过估计与分析，然后显示给工厂的操作员。另外，被测参数经过范围测试来判定一个特定参数是否在正常的限度内。当参数偏离可接受的范围时，就启动信号报警器或报警器报警。
在最早的核电厂控制室中，许多仪表在控制室的墙上以及各种控制台和显示扳上显示。一个异常参数的出现就会引起许多种包括声音报警、视觉报警及类似报警中的一种报警。在这些最早的控制室设计中，由于仪表指示器及其报警发声器安装于控制室墙上的一般很大的区域，这导致在概念上报警被认为存在于两维平面上。与临界运行参数有关的报警以及与非临界的次级或三级性质的报警同时存在于两维平面上。因此，涉及反应堆中心的非常不安全和潜在不安全的压力或温度地报警与不涉及安全运行的第三级系统上的指示越限情况的报警共存于同一概念平面。尽管控制室的操作员可以很容易地一次识别、响应一个报警，但是，当同时既有第一级涉及安全的临界参数又有第二或第三级不涉及安全的临界参数的多种报警时，一个或几个操作员不可能为了恢复或维护工厂安全而按照报警的紧急程度来排出处理报警的先后顺序。尽管可以通过不同的颜色、亮度，或“闪烁”频率的视觉指示区分一个视觉报警的安全重要性，但这些附加的区分特征也可能超出甚至是最训练有素的操作员的感知能力。
在后来的控制室设计中，试图将与安全相关的显示和报警分成一组，并以此方式来改变显示参数与报警的“拓扑”，从而改变在操作员思想中这些显示在神经中的表示。尽管这一“分组”概念为工厂操作员提供了初步的帮助，但两维显示概念仍然将所有的仪表和报警呈现在同一物理平面上，这可能给操作员区别具有不同安全重要性的报警造成困难。
数据与相关报警的显示的问题原因在于这种原理，即要保证多个报警条件，不论其临界与否，都立即送给控制室的操作员。尽管这一原理本意是将所有报警条件立即显现给控制室操作员，但这也造成了多个报警条件下操作员不堪重负。
随着用计算机监测与控制核电厂，不同参数与报警，以及参数与报警之间的安全临界关系可用算法来估计并显示在控制室的视频显示单元上，同时不论临界与否所有报警都立即提供给操作员。因此，许多带CRT显示的操作员控制台可以提供不同的过程参数，也可以显示报警条件。同时，控制室中的大屏幕显示(诸如背面屏幕投影仪)会显示各种CRT的全部或部分屏幕。由于可以在屏幕或CRT上显示的信息的数量是有限的，一般来说信息以“页”或“窗口”格式来提供。在这最后一个措施中，报警先通过用于监控的计算机分类，然后在CRT与大屏幕显示器上显示；操作员然后可以通过许多CRT菜单屏幕来翻页，以找到源问题。
可以将核电厂的所有报警条件概念化为显示页的层次中所需的信息。根据报警目标为显示所赋的值不同，每个报警对象具有不同的安全重要性权重或因子。有些报警条件对运行安全性没有直接或间接的影响，而有些报警与运行安全性有紧密关系。根据显示页的前后关系，一个报警可能与一个显示有紧密关系，与另一个显示有支持关系。那些具有安全重要性的报警条件可以被认为占据显示页层次的顶部。这些报警对象通过关系线索与位于显示页层次的其它级的一个或多个显示页相关联。
发明公布
本发明提供了报警重要性映射，方法是通过选取认为具有安全临界性质的参数及其报警的子集，并将该子集以报警图标形式显示在显示器上，例如触摸响应的显示器上，以提供给控制室操作员，作为集成化的工厂状态概况(IPSO)屏幕。那些不具有直接的安全临界性质的参数及其报警并不专门显示在IPSO屏幕上，但会显示在其它屏幕上，从CRT显示页的目录菜单中可以访问。
在IPSO显示器上，每个报警图标与其它显示相耦合或联系，以便于操作员通过在IPSO上或显示页目录菜单上选取特定的报警图标，就可以随着报警“线索”，通过多级显示层次，到达用作指示引起IPSO屏幕或显示页目录菜单的报警的最终条件的显示页。
本发明有利地提供了一种报警显示的报警重要性映射的方法，在该方法中，只有那些被认为对工厂运行有预定临界影响的报警条件才以图标类的符号显示在安全临界显示页层次中的显示页上，以便于面临多个报警时，也在其它显示页层次中立即显示的非临界报警不影响操作员的效率。每个显示的报警图标可以被操作员用来沿着关系线索，通过显示页层次，得到引起IPSO屏幕和显示页目录菜单中的报警条件的原因。
本发明的其它目的和可应用的进一步范围，从下面与附图结合的详细描述，将会被说明清楚，附图中，类似的部分以类似的参考字符表示。
附图简述
下面，本发明将以示例的形式，参考附图来描述，其中，
图1为按照本发明的安全临界报警的工PSO屏幕的平面图。
图2是通过显示页的层次，为图1的IPSO屏幕上的其中一个报警图标寻找报警线索的概念图。
完成本发明的最好模式
按照本发明的一个报警重要性映射系统如图1所示，图1说明了一个优选的IPSO显示屏10。IPSO屏10是一个触摸-响应显示器，该显示器一般包含彼此隔开且正交的光束，当操作员触摸显示器引起中断时，该光束识别显示器的被触摸范围并将其传给控制软件。显示屏及所有相应的硬件软件都是由Windsor,CT的ABB烧结工程设计的Nuplex 80+工厂控制系统的一部分。IPSO屏10包括工厂过程的一个符号图形概况表示，工厂过程包括密闭壳12，反应堆14，蒸汽发生器16，增压装置18，循环水热交换器20及相关的管道、泵和阀门。为确保工厂安全运行，这些系统的正确运行是必需的。一个临界的安全操作报警-确认矩阵22位于密闭壳12的右侧，一个条形菜单24位于IPSO屏10以及工厂的所有其它CRT显示屏显示页层次的下部。图1的IPSO屏10上所示的组态只是示例。许多等边的三角“图标”在图中显示，伴随着表示不同子系统约相应的助记符，这些子系统需要将临界安全操作参数维护或恢复到所需的值。过程测量以字母符号表示，例如，P代表压力，T代表温度。这些过程变量是临界的操作参数，它们必须维持在适当的值上，以确保工厂安全。
在密闭壳12的上部，字母P和T分别代表密闭壳的压力和温度，助记符CS及相应的三角符号代表外壳的喷射系统，助记符CI及相应的阀门符号代表外壳隔绝系统，助记符SD及相应的阀门符号代表安全减压系统，在增压器18内的字母P和L分别代表增压器内的压力和液位。
在反应堆堆芯压力容器14内，符号T代表温度，三个竖直字母SMM代表过冷却裕量监视器，字母RC及相应的向左流的三角符号代表反应堆冷却，在蒸汽发生器16内的字母L代表液位，字母FW及相应的向左流的三角符号代表进水，字母CD及相应的向左流的三角符号代表冷凝，字母EF及相应的向左流的三角符号代表紧急进水，字母CW及相应的向左流的三角符号代表冷却水，字母TB及相应的阀门符号代表涡轮分流，字母DG及相应的符号代表备用柴油发动机状态。
位于蒸汽发生器16下面的一排三角图标及相应的两字母符号VC,SI,SC,IA,CC和SW分别代表容量控制，安全注入，关闭冷却，仪表气流，元件冷却和工业用水。
图1中IPSO屏10的不同报警参数与系统代表了核电厂整体报警对象、可以被认为具有安全临界特性的子集。因此，IPSO屏10是对工厂安全有重要影响的报警的表示图。
显示页目录菜单24包括触摸-响应区CFM,PRI,SEC,PWR,ELE,AUX与OTHR，它们分别表示临界操作监视器，以及电厂的主要部分，次要部分，电力部分，电子部分，辅助部分及其它部分。只有这些目录才有的显示页在此可以被访问。发生在每个目录的报警条件显示在触摸对象图标上。消息窗口26位于条形菜单24的上面，把相关的消息显示给操作员。
按照本发明的报警重要性映射的下列概念在图2中很好地举例说明。如图所示，图1的IPSO屏表示了报警阵列中所有重要报警的图。举例来说，如果一个报警条件发生，它引起增压器18中的水位超过或低于容许限，报警矩阵中的一个报警条件就会使以符号说明的增压器18内的单个字母L指示符改变颜色或以一个选定的速率闪烁。另外，声音报警器也会同时发声，向控制室操作员告诉他一个报警条件。一旦操作员被提醒之后，从视觉上扫描IPSO屏幕10以查找报警条件。然后操作员可以仅触摸报警图标以确认报警，并寻找一个报警显示页图标直接到第二屏10’，然后到第三屏10”去寻找正确修改报警条件所必须的信息。因此，从IPSO屏10到屏10”所跟随的路径表示了报警与包含此报警的最重要的显示页之间的映射。报警也在多个其它必要但信息不多的显示页显示。可以理解，特定屏10’和10”只是代表性的，屏幕和报警映射的多样性也是可能的。
尽管安全-临界的报警对象显示在IPSO屏10上，在不同的工厂部分显示页层次中不同图标和显示屏的不同触摸区可用于获取在系统报警对象整体中所有的报警对象。
工业应用
本发明最适用于工业过程控制系统，包括那些用在核电厂控制的系统，最好在由Windsor的ABB烧结工程设计的Nuplex 80+系统上实现。
这对那些技术领域的专家是很清楚的，对本发明示例的报警重要性映射的各种改动和修改都是可能的，只要不偏离在所附权利要求和法律等同物所述的本发明的精神和范围即可。