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Hintergrund
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet industrieller Datenvisualisierungssysteme. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen insbesondere Verfahren zum Visualisieren gemessener Parameterwerte in Bezug auf Soll- oder Toleranzgrenzen-Parameterwerte auf einer Anzeigevorrichtung.
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Bei industriellen Datenvisualisierungssystemen ist eine übliche Form der Visualisierung eines Parameterwertes eine lineare Darstellung, die von einem festen Ausgangspunkt (z. B. Null) zu einem festen Endpunkt (beispielsweise einem oberen Grenzwert) verlaufend dargestellt wird. Wenn der Parameterwert ansteigt, bewegt sich ein Balken, der den Parameterwert darstellt, normalerweise an der linearen Darstellung entlang von dem Ausgangspunkt zu dem Endpunkt. Ein Nachteil dieses Typs Visualisierung besteht darin, dass Sollwerte und Toleranzbereiche im Allgemeinen auf der linearen Darstellung stationär bleiben und auch nur einen sehr kleinen Abschnitt der linearen Darstellung einnehmen können, wodurch die Nutzbarkeit der Visualisierung eingeschränkt wird.
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Kurze Beschreibung
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen neuartige Methoden zum Visualisieren von Parameterwerten, wie beispielsweise Parameterwerten, die in einem industriellen Messprozess gemessen werden. Die offenbarten Ausführungsformen schaffen insbesondere Visualisierungsmethoden zum Ändern des Maßstabs einer Darstellung eines Soll-Parameterbereiches in Bezug auf einen Gesamt-Parameterbereich für einen Parameterwert. Änderung des Maßstabs der Darstellung des Soll-Parameterbereiches ermöglicht effektiv kontinuierliches dynamisches Zoomen auf den gemessenen Parameterwert. Dies ermöglicht bessere Visualisierung und gewährleistet kontinuierliche Rückmeldung zu einer Bedienungsperson des industriellen Messprozesses bezüglich des aktuell gemessenen Parameterwertes, wodurch schnellere und genauere Abwicklung des industriellen Messprozesses ermöglicht wird.
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Figurenliste
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Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen durchgängig gleiche Teile darstellen, wobei:
- 1 ein Blockschaltbild ist, das eine beispielhafte Ausführungsform eines industriellen Messprozesses darstellt;
- 2 eine beispielhafte Darstellung eines anfänglich gemessenen Parameterwertes ist, der auf einem Anzeigeraum einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird;
- 3 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei der aktuell gemessene Parameterwert zu einem unteren Parameter-Grenzwert, einem Soll-Parameterwert und einem oberen Parameter-Grenzwert hin zunimmt;
- 4 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei der aktuell gemessene Parameterwert den unteren Parameter-Grenzwert erreicht hat;
- 5 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei der aktuell gemessene Parameterwert zwischen dem unteren Parameter-Grenzwert und dem oberen Parameter-Grenzwert zunimmt;
- 6 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei sich ein Balken eines Soll-Parameterwertes, der eine erste Farbe hat, in einer ersten Richtung auf einen Zeiger eines aktuell gemessenen Parameterwertes zu bewegt;
- 7 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei ein Zeiger eines unteren Parameter-Grenzwertes des Balkens des Soll-Parameterwertes den Zeiger des aktuell gemessenen Parameterwertes erreicht hat und der Balken des Soll-Parameterwertes eine zweite Farbe angenommen hat;
- 8 eine beispielhafte Darstellung des auf dem Anzeigeraum angezeigten gemessenen Parameterwertes ist, wobei sich der Zeiger des aktuell gemessenen Parameterwertes in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewegt; und
- 9 eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zur Maßstabänderung eines Soll-Parameterbereiches ist, der ein Teilbereich eines Gesamt-Parameterbereiches ist.
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Ausführliche Beschreibung
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1 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform eines industriellen Messprozesses 10, bei dem die offenbarten Verfahren und Methoden zum Visualisieren gemessener Parameterwerte in Bezug auf Soll- oder Toleranzgrenzen-Parameterwerte eingesetzt werden können. Der industrielle Messprozess 10 kann, wie dargestellt, einen Behälter 12 einschließen, in den eine oder mehrere gemessene Substanzen abgegeben werden können. Der Behälter 12 kann ein Kolben, ein Tank, eine Wanne, ein Aufnahmegefäß oder jeder beliebige andere Behälter sein, der die eine oder die mehreren gemessenen Substanzen aufnehmen kann. Eine oder mehrere Abgabeeinrichtung/en 14 kann/können eingesetzt werden, um die eine oder mehreren gemessenen Substanzen von einer oder mehreren Quellen 16 zu beziehen. Beispielsweise kann/können die eine oder die mehreren Abgabeeinrichtung/en 14 Ventile und Pumpen enthalten, die Substanzen von den Quellen 16 beziehen und sie in den Behälter 12 einleiten können.
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Im Allgemeinen jedoch können die hier offenbarten Ausführungsformen besonders vorteilhaft für industrielle Messprozesse 10 sein, die manuelles Ausgeben von Substanzen in den Behälter 12 einschließen. Manuelle Ausgabeprozesse können beispielsweise das manuelle Messen pharmazeutischer Bestandteile für pharmazeutische Erzeugnisse, das manuelle Mischen von Lebensmittelzutaten usw. einschließen. Im Allgemeinen jedoch können die hier offenbarten Ausführungsformen bei jedem beliebigen industriellen Messprozess 10 eingesetzt werden, bei dem Substanzen in losen und nicht in einzelnen Einheiten gemessen bzw. kombiniert werden. In bestimmten Ausführungsformen können die in 1 dargestellten Ausgabeeinrichtungen 14 lediglich eine Messeinrichtung, wie beispielsweise einen Becher oder eine Pipette, einschließen, die eine Bedienungsperson verwenden kann, um eine Substanz manuell aus einer Quelle 16 zu entnehmen, und die Substanz manuell in den Behälter 12 abzugeben. Des Weiteren können die Visualisierungsmethoden dazu dienen, Werte praktisch jedes beliebigen sich ändernden Parameterwertes, sei es ein gemessener oder ein errechneter Wert, zu visualisieren. Beispielsweise können ähnliche Darstellungen zum Visualisieren von Änderungen von Positionsparametern (beispielsweise wenn sich eine Komponente einer Soll-Position nähert), Gewichtsparametern, Füllpegelmessungen oder für jeden beliebigen anderen Zweck eingesetzt werden. Desgleichen können, obwohl sich die Methode besonders für manuell gesteuerte Prozesse eignet (aufgrund der größeren Details und der intuitiven Art der Darstellung, die sich zum manuellen Schließen eines Regelkreises eignet), die gleichen Darstellungen dazu dienen, Prozessänderungen lediglich zu überwachen oder automatisch oder quasi-automatisch darzustellen.
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Der industrielle Messprozess 10 kann, wie in 1 dargestellt, auch einen oder mehrere Sensoren 18 zum Messen eines Parameterwertes von Interesse enthalten, der sich auf einen oder mehrere Substanzen in dem Behälter 12 bezieht. In bestimmten Ausführungsformen können die Sensoren 18 beispielsweise Sensoren enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie das Gewicht der einen oder der mehreren Substanzen in dem Behälter 12 messen. In anderen Ausführungsformen können die Sensoren 18 jedoch Sensoren enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie einen Füllstand des Behälters 12 messen. Im Allgemeinen können beliebige Sensoren 18 eingesetzt werden, die in der Lage sind, einen interessierenden Parameterwert zu messen (beispielsweise Masse, Gewicht, Volumen, Pegel, Distanz, Dichte, Temperatur, Druck, Farbe usw.). Signale, die sich auf die gemessenen Parameterwerte beziehen, können, wie dargestellt, zu einem Steuer-und-Mess-System 20 übertragen werden.
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Das heißt, die Sensoren 18 können mit dem Steuer-und-Mess-System 20 über eine oder mehrere Prozess-Schnittstelle/n 22 kommunizieren, die mit dem Steuer-und-Mess-System 20 gekoppelt ist/sind. Die Prozess-Schnittstellen 22 können Eingangssignale von Sensoren 18 empfangen, die interessierende gemessene Parameterwerte der Substanzen in dem Behälter anzeigen. Die Prozess-Schnittstellen 22 können in das Steuer-und-Mess-System 20 integriert sein oder können über Erweiterungssteckplätze, -schächte oder andere geeignete Mechanismen hinzugefügt oder entfernt werden. Um die Funktionalität des Steuer-und-Mess-Systems 20 zu erweitern, können beispielsweise zusätzliche Prozess-Schnittstellen 22 hinzugefügt werden, wenn beispielsweise neue Sensoren 18 hinzugefügt werden, um zusätzliche Parameterwerte des industrielle Messprozesses 10 zu messen. Diese Prozess-Schnittstellen 22 dienen als elektrische Schnittstellen und können nahe an dem Steuer-und-Mess-System 20 oder davon entfernt angeordnet sein, wobei dies entfernte oder lokale Netzwerk-Prozess-Schnittstellen einschließt. So können sich in bestimmten Ausführungsformen die Prozess-Schnittstellen 22 nahe an dem Steuer-und-Mess-System 20 oder entfernt von dem Steuer-und-Mess-System 20 befinden. Informationen von den Sensoren 18 können mit Fernmodulen über eine gemeinsame Kommunikationsverbindung oder ein Netzwerk übertragen werden, wobei Module in dem Netzwerk über ein Standard-Kommunikationsprotokoll kommunizieren. Viele industrielle Controller können beispielsweise über Netzwerk-Technologien, wie beispielsweise Ethernet (z. B. IEEE802.3, TCP/IP, UDP, EtherNet/IP usw.), ControllNet, DeviceNet oder andere Netzwerkprotokolle (Foundation Fieldbus (H1 und Fast Ethernet), Modbus TCP, Profibus) kommunizieren und auch mit Rechnersystemen höherer Ebenen kommunizieren.
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Das Steuer-und-Mess-System 20 kann des Weiteren einen Prozessor 24 enthalten, der aus einem Speicher 26 lesen und in diesen schreiben kann. Der Speicher 26 kann Programme aufnehmen, die durch den Prozessor 24 ausgeführt werden, um gewünschte Funktionen sowie Variablen und Daten bereitzustellen, die für die Ausführung dieser Programme erforderlich sind. Eingangsdaten von den Sensoren 18 werden über die Prozess-Schnittstellen 22 erfasst und zu dem Prozessor 24 übertragen. Der Prozessor 24 führt logische Operationen mit den Eingangsdaten durch, um einen Ausgang zu erzeugen. Eingänge und Ausgänge können in dem Speicher 26 aufgezeichnet werden. Das Steuer-und-Mess-System 20 kann des Weiteren eine Bedienerschnittstelle 28 einschließen. Die Bedienerschnittstelle 28 kann dazu dienen, Eingaben von einer Bedienungsperson des industriellen Messprozesses über eine Eingabeeinrichtung (beispielsweise ein Tastenfeld oder einen Touchscreen) zu empfangen und Ausgänge zu einer Bedienungsperson über eine Anzeigeeinrichtung 32 zu senden (beispielsweise eine Grafikkomponente oder einen physischen Anzeigebildschirm).
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In bestimmten Ausführungsformen können die Signale, die gemessene Parameterwerte anzeigen, insbesondere zu dem Steuer-und-Mess-System 20 übertragen werden und können durch die Prozess-Schnittstellen 22 in digitale Werte umgewandelt werden. Der Prozessor 24 kann diese gemessenen Parameterwerte verarbeiten und sie auf der Anzeigeeinrichtung 32 anzeigen. Beispielsweise können in bestimmten Ausführungsformen konkrete numerische Werte auf der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden (beispielsweise eine Masse von „2,2 g“, ein Gewicht von „1,5 pounds“ usw.). Bei den offenbarten Ausführungsformen können die gemessenen Parameterwerte jedoch in graphischer Form auf der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden. Eine übliche Form der Visualisierung ist beispielsweise eine lineare Darstellung des gemessenen Parameterwertes, der als ein Balken parallel zu einer vertikalen oder horizontalen Achse gezeigt wird. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Achse Strichmarkierungen und/oder Textwertzeichen enthalten.
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Dieser Typ linearer Darstellung gemessener Parameterwerte kann von Bedienungspersonen verwendet werden, um festzustellen, wann Annäherung an Soll-Parameterwerte und Toleranzbereiche (beispielsweise untere und obere Parameterwert-Grenzen) stattfindet.
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Wenn die Bedienungsperson manuell eine der Substanzen in den Behälter 12 gibt, kann die Bedienungsperson die lineare Darstellung beobachten, um festzustellen, wann der Soll-Parameterwert oder der Toleranzbereich für den gemessenen Parameterwert erreicht worden ist. Im Allgemeinen kann die lineare Darstellung als von einem Ausgangspunkt (normalerweise Null) zu einer oberen Parameterwert-Grenze (oder geringfügig jenseits der oberen Parameterwert-Grenze) verlaufend dargestellt werden, wobei der Soll-Parameterwert und die untere Parameterwert-Grenze zwischen dem Ausgangspunkt und der oberen Parameterwert-Grenze festgelegt sind. Wenn mehr von der Substanz von der Bedienungsperson in den Behälter 12 gegeben wird, bewegt sich ein Balken, der den gemessenen Parameterwert darstellt, an der linearen Darstellung entlang auf die untere Parameterwert-Grenze, den Soll-Parameterwert und die obere Parameterwert-Grenze zu. Bei diesem Typ linearer Darstellung ändert sich, wie erwähnt, die Position des Ausgangspunktes der unteren Parameterwert-Grenze, des Soll-Parameterwertes und der oberen Parameterwert-Grenze im Allgemeinen bezüglich der Position entlang der linearen Darstellung nicht, während sich der Balken, der den gemessenen Parameterwert darstellt, bewegt. Es sollte angemerkt werden, dass der hier verwendete Begriff „Grenze“ im Allgemeinen den Außenumfang eines Soll- bzw. Toleranzbereiches kennzeichnet. In der Praxis kann sowohl beim Einsatz für Abgabezwecke als auch für andere Zwecke der konkrete Wert, den der Parameter annehmen kann, niedriger sein als die untere Toleranz-„Grenze“ oder höher als die obere Toleranz-„Grenze“.
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Ein Nachteil herkömmlicher linearer Darstellungen dieses Typs besteht darin, dass der Toleranzbereich (beispielsweise zwischen der unteren und der oberen Grenze des Parameterwertes) normalerweise einen sehr kleinen Bereich des Bildschirms einnimmt, wodurch der Nutzen der Visualisierung eingeschränkt wird. Dies gilt insbesondere bei industriellen Messprozessen 10, die kleinere akzeptable Toleranzbereiche erfordern. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Möglichkeit des Zoomens bei vergrößertem Maßstab des Toleranzbereiches geschaffen werden (beispielsweise zwischen der unteren und der oberen Parameterwert-Grenze), wenn die untere Parameterwert-Grenze erreicht worden ist. Dieses Vorgehen hat nach wie vor den Nachteil, dass es für die Bedienungsperson möglicherweise schwierig ist, festzustellen, wie und wann das Maß des Hinzufügens verringert werden muss, wenn sich der Parameterwert dem Toleranzbereich nähert, ohne entweder zu langsam zu sein oder zu Überschreitung zu führen.
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Das heißt, ein allgemeines Problem beim Einsatz dieser Typen von Visualisierung besteht in der Überschreitung, bei der mehr von einer Substanz in den Behälter 12 gegeben wird als zulässig ist (beispielsweise über die obere Parameterwert-Grenze hinaus). In bestimmten Situationen kann sich Überschreitung als kritisch erweisen, da der Versuch, einen Teil einer Substanz aus dem Behälter 12 zu entfernen, zu Kontamination führen kann, so dass die gesamte Charge erheblich oder vollständig an Wert verliert. Daher sind zwei Überlegungen für Bedienungspersonen des industriellen Messprozesses 10 wichtig, d. h. die Bedienungsperson muss in der Lage sein, 1. die Substanzen so schnell wie möglich hinzuzufügen und/oder zu mischen, und 2. einen gemessenen Parameterwert zwischen der oberen und der unteren Toleranzgrenze zu erreichen.
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Die offenbarten Ausführungsformen nehmen sich der Nachteile der oben beschriebenen Methoden an, indem sie eine alternative Form der Visualisierung gemessener Parameterwerte bieten. Das heißt, statt einen Balken, der den gemessenen Parameterwert anzeigt, auf die untere Parameterwert-Grenze, den Soll-Parameterwert oder die obere Parameterwert-Grenze zuzubewegen, wird der aktuelle Wert des gemessenen Parameterwertes an einer Position fixiert, und die untere Parameterwert-Grenze sowie der Soll-Parameterwert werden an der Darstellung entlang auf den aktuellen Parameterwert zubewegt. Das heißt, der Maßstab für den Abstand zwischen dem aktuellen Parameterwert und der unteren Parameterwert-Grenze sowie dem Soll-Parameterwert wird kontinuierlich geändert. Dadurch entsteht der Effekt von kontinuierlichem dynamischem Zoomen.
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In bestimmten Ausführungsformen können, wenn die untere Parameterwert-Grenze durch den aktuell gemessenen Parameterwert überschritten wird, die untere Parameterwert-Grenze, der Soll-Parameterwert und die obere Parameterwert-Grenze auf der Darstellung fixiert werden, und das Zoomen kann beendet werden. An diesem Punkt kann der aktuell gemessene Parameterwert beginnen, sich relativ zu der unteren Parameterwert-Grenze, dem Soll-Parameterwert und der oberen Parameterwert-Grenze zu bewegen. Die offenbarten Ausführungsformen ermöglichen bessere Nutzung von Anzeigeraum auf der Anzeigeeinrichtung 32 und ermöglichen auch kontinuierliche Rückmeldung an die Bedienungsperson, wodurch genaueres Hinzufügen und/oder Mischen von Substanzen in dem Behälter 12 ermöglicht wird.
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2 bis 8 sind beispielhafte Darstellungen 34 eines auf einem Anzeigeraum der Anzeigeeinrichtung 32 unter Verwendung der offenbarten Methoden angezeigten gemessenen Parameterwertes. 2 ist beispielsweise eine beispielhafte Darstellung 34 eines anfänglich gemessenen Parameterwertes, der auf einem Anzeigeraum 36 angezeigt wird. Zum Beginn des industriellen Messprozesses 10 kann der Beitrag des Behälters 12 zu dem gemessenen Parameterwert berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Bedienungsperson damit beginnen, dass sie den Behälter 12 auf eine Waage stellt und den über den Skalenwert ausgegebenen gemessenen Parameterwert auf Null setzt, um so den Effekt des Behälters 12 auf den gemessenen Parameterwert aufzuheben. Dies kann im Allgemeinen als Initialisieren bzw. „Tarierung“ des industriellen Messprozesses 10 bezeichnet werden. Dementsprechend kann im Allgemeinen zum Beginn des industriellen Messprozesses 10 der anfänglich gemessene Parameterwert normalerweise Null betragen. Dies muss jedoch nicht der Fall sein, und in anderen Ausführungsformen ist der gemessene Parameterwert möglicherweise nicht gleich Null.
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Wenn der industrielle Messprozess 10 initialisiert worden ist, kann der anfänglich gemessene Parameterwert auf dem Anzeigeraum 36 der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann, wie dargestellt, die Darstellung 34 des gemessenen Parameterwertes auf dem Anzeigeraum 36 als eine im Allgemeinen horizontale Linie bzw. als Balken visualisiert werden. In anderen Ausführungsformen kann jedoch die Darstellung 34 auf dem Anzeigeraum 36 als eine im Allgemeinen vertikale Linie bzw. Balken, eine diagonale Linie oder Balken oder eine Kombination daraus visualisiert werden.
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Im Allgemeinen kann die Darstellung 34 des gemessenen Parameterwertes eine visuellen Zeiger für den aktuellen gemessenen Parameterwert 38 enthalten. In bestimmten Ausführungsformen kann, wie dargestellt, der Zeiger 38 für den aktuell gemessenen Parameterwert eine Strichmarkierung enthalten, die die Darstellung 34 schneidet. In anderen Ausführungsformen kann jedoch der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameters andere Formen visueller Zeiger einschließen. Es ist darüber hinaus auch möglich, dass in bestimmten Ausführungsformen kein Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes eingesetzt wird. Beispielsweise kann ein erstes Ende 40 der Darstellung 34 dazu dienen, den aktuell gemessenen Parameterwert anzuzeigen. Das heißt, es kann für die Bedienungsperson klar sein, dass das Ende 40 der Darstellung 34 den aktuell gemessenen Parameterwert anzeigt.
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In bestimmten Ausführungsformen kann jedoch, wie dargestellt, die Darstellung 34 einen ersten und einen zweiten Endabschnitt 42, 44 an einem ersten und einem zweiten Ende 40, 46 der Darstellung 34 enthalten. Im Allgemeinen können der erste und der zweite Endabschnitt 42, 44 nur für Zwecke eingesetzt werden, bei denen Unterschreitung und Überschreitung akzeptabel sind oder bei denen der zusätzliche Bereich auf dem Anzeigeraum 36, der von dem ersten und dem zweiten Endabschnitt 42, 44 eingenommen wird, als erweiterbar angesehen wird. Im Allgemeinen nimmt jedoch die Darstellung 34 normalerweise soviel von der Fläche auf dem Anzeigeraum 36 ein wie möglich. In Ausführungsformen, in denen der erste und der zweite Endabschnitt 42, 44 eingesetzt werden, können der erste und der zweite Endabschnitt 42, 44 im Allgemeinen nur einen kleinen Teil des Anzeigeraums 36 einnehmen. Beispielsweise bilden sowohl der erste als auch der zweite Endabschnitt 42, 44 im Allgemeinen nur maximal 5 % der Gesamtlänge der Darstellung 34.
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Zusätzlich zu dem Zeiger 38 für den aktuell gemessenen Parameterwert kann, wie dargestellt, die Darstellung 34 auf dem Anzeigeraum 36 Zeiger 48, 50, 52 für eine untere Parameterwert-Grenze, eine obere Parameterwert-Grenze bzw. für einen Soll-Parameterwert enthalten. Des Weiteren können in bestimmten Ausführungsformen der Zeiger 48 für die untere Parameterwert-Grenze, der Zeiger 50 für die obere Parameterwert-Grenze und der Zeiger 52 für den Soll-Parameterwert mit jeweiligen Textwert-Zeigern 54, 56, 58 zusammenhängen, die die konkreten numerischen Werte für die untere Parameterwert-Grenze, die obere Parameterwert-Grenze bzw. den Soll-Parameterwert anzeigen. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die untere Parameterwert-Grenze beispielsweise 95,0 Gramm, der Soll-Parameterwert entspricht 100 Gramm und die obere Parameterwert-Grenze entspricht 105,0 Gramm. Im Allgemeinen können die untere Parameterwert-Grenze, die obere Parameterwert-Grenze und der Soll-Parameterwert durch den Prozessor 24 des Steuer-und-Mess-Systems 20 in 1 bestimmt werden und werden üblicherweise nicht durch die Bedienungsperson bestimmt. Das heißt, in bestimmten Ausführungsformen kann auf die untere Parameterwert-Grenze, die obere Parameterwert-Grenze und den Soll-Parameterwert durch den Prozessor 24 von dem Speicher 26 zugegriffen werden.
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In bestimmten Ausführungsformen kann, wie unter erneuter Bezugnahme auf 2 zu sehen ist, ein Toleranzbereich zwischen der unteren und der oberen Parameterwert-Grenze durch einen Balken 60 des Soll-Parameterbereichs dargestellt werden, der von dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze zu dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze an der Darstellung 34 entlang verläuft. Des Weiteren kann in bestimmten Ausführungsformen ein Text-Zeiger 62, der den aktuell gemessenen Parameterwert anzeigt, in dem Balken 60 des Soll-Parameterbereiches angezeigt werden. Beispielsweise stellt in der Darstellung 34 des anfänglich gemessenen Parameterwertes in 2 der Text-Zeiger 62 den anfangsgemessenen Parameterwert als 0,0 Gramm dar. In anderen Ausführungsformen kann jedoch der Text-Zeiger 62 des aktuell gemessenen Parameterwertes entweder an einer anderen Position des Anzeigeraums 36 angeordnet werden oder überhaupt nicht verwendet werden.
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Verschiedene Abmessungen der Darstellung
34 des gemessenen Parameterwertes sind in
2 einbezogen, um die offenbarten Ausführungsformen zu beschreiben. Das heißt, der Abstand zwischen dem Zeiger
48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger
52 des Soll-Parameterwertes sind als der untere Grenzabstand
ΔLL dargestellt, der Abstand zwischen dem Zeiger
52 des Soll-Parameterwertes und dem Zeiger
50 der oberen Parameterwert-Grenze ist als der obere Grenzabstand
ΔUL dargestellt, und der Abstand zwischen dem Zeiger
48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger
50 der oberen Parameterwert-Grenze (d. h. der Soll-Parameterbereich) ist als der Soll-Parameterbereich-Abstand
ΔTPR dargestellt. Des Weiteren ist der Abstand zwischen dem Zeiger
38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und dem Zeiger
48 der unteren Parameterwert-Grenze als der Abstand
ΔCLL zwischen aktuellem Wert und unterer Grenze dargestellt, und der Abstand zwischen dem Zeiger
38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und dem Zeiger
50 der oberen Parameterwert-Grenze (d. h. der gesamte Parameterbereich) ist als der Parameterbereich-Abstand
ΔPR dargestellt. Das heißt, in bestimmten Ausführungsformen kann die Beziehung zwischen dem Abstand
ΔCLL zwischen aktuellem Wert und unterer Grenze und dem Parameterbereich-Abstand
ΔPR als eine Funktion des aktuell gemessenen Parameterwertes (beispielsweise „Aktuell“), der oberen Parameterwert-Grenze (beispielsweise „UL“) der unteren Parameterwert-Grenze (beispielsweise „LL“) und dem Parameterbereich-Abstand
ΔPR beschrieben werden. In bestimmten Ausführungsformen kann beispielsweise die folgende Gleichung verwendet werden:
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Wenn die Bedienungsperson mehr von einer Substanz in den Behälter 12 in 1 gibt, kann, wie oben beschrieben, der gemessene Parameterwert ansteigen. 3 ist eine beispielhafte Darstellung 34 des auf dem Anzeigeraum 36 angezeigten gemessenen Parameterwertes, bei der der aktuell gemessene Parameterwert zu der unteren Parameterwert-Grenze, dem Soll-Parameterwert und der oberen Parameterwert-Grenze hin zunimmt. Das heißt, der dargestellte Text-Zeiger 62 des aktuell gemessenen Parameterwertes zeigt an, dass der aktuell gemessene Parameterwert um 50,0 Gramm zugenommen hat. Der aktuell gemessene Parameterwert ist dabei noch niedriger als die untere Parameterwert-Grenze (95,0 Gramm), der Soll-Parameterwert (100,0 Gramm) und die obere Parameterwert-Grenze (105,0 Gramm), nimmt jedoch zu.
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Wenn der gemessene Parameterwert weiter zunimmt, kann der Maßstab des Soll-Parameterbereichs (beispielsweise der Toleranzbereich zwischen dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze) kontinuierlich relativ zu dem Gesamt-Parameterbereich (beispielsweise dem Abstand zwischen dem Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze) geändert werden. Das heißt, wenn der gemessene Parameterwert weiter zunimmt, kann sich der Balken 60 des Soll-Parameters, wie mit Pfeil 64 dargestellt, über den Anzeigeraum 36 ausdehnen. Das heißt, der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und der Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze können im Allgemeinen auf dem Anzeigeraum 36 fixiert werden, während sich der Zeiger 48 der oberen Parameterwert-Grenze (sowie der Zeiger 52 des Soll-Parameterwertes) auf den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes auf dem Anzeigeraum 36 zu bewegt, wie dies mit Pfeil 64 dargestellt ist. Im Allgemeinen nähert sich der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches dem Zeiger 38 des aktuellen Parameterwertes nur aus einer Richtung.
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Wenn sich der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches über den gesamten Anzeigeraum 36 ausdehnt, ändern sich die Abmessungen der Darstellung 34. Wenn beispielsweise der aktuell gemessene Parameterwert zunimmt, nehmen sowohl der untere Grenzabstand ΔLL als auch der obere Grenzabstand ΔUL im Allgemeinen proportional zueinander zu. Der Soll-Parameterbereich-Abstand ΔTPR nimmt relativ zu dem Abstand ΔCLL zwischen aktuellem Wert und unterer Grenze zu, so dass der Soll-Parameterbereich-Abstand ΔTPR einen größeren Teil des Parameterbereich-Abstandes ΔPR auf dem Anzeigeraum 36 einnimmt.
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Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann die Bedienungsperson ausreichend von einer Substanz in den Behälter 12 in 1 gegeben haben, so dass der gemessene Parameterwert die untere Parameterwert-Grenze erreicht, die durch den Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze angezeigt wird. 4 ist eine beispielhafte Darstellung 34 des gemessenen Parameterwertes, der auf dem Anzeigeraum 36 angezeigt wird, wobei der aktuell gemessene Parameterwert die untere Parameterwert-Grenze erreicht hat. Das heißt, der dargestellte Text-Zeiger 62 des aktuell gemessenen Parameterwertes zeigt an, dass der aktuell gemessene Parameterwert 95,0 Gramm erreicht hat, wobei dies der unteren Parameterwert-Grenze von 95,0 Gramm entspricht.
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Der Maßstab des Soll-Parameterbereichs (beispielsweise der Toleranzbereich zwischen dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze) wird, wie oben beschrieben, relativ zu dem Gesamt-Parameterbereich (beispielsweise dem Abstand zwischen dem Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze) kontinuierlich geändert, wenn der aktuell gemessene Parameterwert niedriger ist als die untere Parameterwert-Grenze. Wenn jedoch der aktuell gemessene Parameterwert die untere Parameterwert-Grenze erreicht, hat sich der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches so ausgedehnt, dass der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes und der Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze im Allgemeinen die gleiche Position auf dem Anzeigeraum 36 haben. Der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches hat sich dabei so ausgedehnt, dass er einen Großteil der Darstellung 34 auf dem Anzeigeraum 36 einnimmt. Der untere Grenzabstand ΔLL und der obere Grenzabstand ΔUL haben im Allgemeinen proportional zueinander weiter zugenommen. Des Weiteren hat der Soll-Parameter-Abstand ΔTPR bis zu einem Punkt zugenommen, an dem der Soll-Parameterbereich-Abstand ΔTPR und der Parameterbereich-Abstand ΔPR im Allgemeinen gleich sind, und der Abstand ΔCLL zwischen aktuellem Wert und Untergrenze hat auf nahezu Null abgenommen.
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In bestimmten Ausführungsformen kann, wenn sich der aktuell gemessene Parameterwert der unteren Parameterwert-Grenze nähert oder sie erreicht, eine Warnanzeige auf dem Anzeigeraum 36 angezeigt oder anderweitig aktiviert werden. Die Warnanzeige kann eine visuelle Anzeige, eine akustische Anzeige, eine Textanzeige oder jeder beliebige andere Typ von Anzeige sein, die der Bedienungsperson anzeigen kann, dass der aktuell gemessene Parameterwert die untere Parameterwert-Grenze erreicht hat oder sich der unteren Parameterwert-Grenze nähert (beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Prozentsatzes, wie beispielsweise 5 % der unteren Parameterwert-Grenze liegt). In bestimmten Ausführungsformen kann beispielsweise eine visuelle Anzeige einschließen, dass der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches blinkt, seine Farbe ändert usw.. In anderen Ausführungsformen kann eine beliebige andere der auf dem Anzeigeraum angezeigten Komponenten ebenfalls anfangen zu blinken, die Farbe zu ändern oder anderweitig eine visuelle Anzeige bewirken. Des Weiteren kann eine visuelle Warnung durch eine separate visuelle Anzeige 66 angezeigt werden, die auf dem Anzeigeraum 36 angezeigt wird.
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Des Weiteren kann sich die Warnanzeige im Verlauf der Zeit ändern, wenn sich der aktuell gemessene Parameterwert der unteren Parameterwert-Grenze nähert, die untere Parameterwert-Grenze erreicht, die untere Parameterwert-Grenze übersteigt, den Soll-Parameterwert erreicht, sich der oberen Parameterwert-Grenze nähert usw.. In bestimmten Ausführungsformen kann beispielsweise eine visuelle Warnung anfangen, schneller zu blinken, wenn sich der aktuell gemessene Parameterwert diesen Parameterwerten nähert, sie erreicht und übersteigt. In anderen Ausführungsformen kann eine akustische Anzeige lauter werden und/oder eine höhere Frequenz annehmen, wenn sich der aktuell gemessene Parameterwert diesen Parameterwerten nähert, sie erreicht und sie übersteigt.
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In bestimmten Ausführungsformen kann, nachdem der gemessene Parameterwert die untere Parameterwert-Grenze erreicht hat, der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes beginnen, sich relativ zu einem feststehenden Balken 60 des Soll-Parameterbereiches zu bewegen. 5 ist eine beispielhafte Darstellung 34 des auf dem Anzeigeraum 36 angezeigten gemessenen Parameterwertes, wobei der aktuell gemessene Parameterwert zwischen dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze zunimmt. Der dargestellte Text-Zeiger 62 des aktuell gemessenen Parameterwertes zeigt an, dass der aktuell gemessene Parameterwert auf 96,0 Gramm zugenommen hat, wobei dies zwischen der unteren Parameterwert-Grenze von 95,0 Gramm und der oberen Parameterwert-Grenze von 105,0 Gramm liegt. Wenn der gemessene Parameterwert, wie mit Pfeil 68 dargestellt, weiter über die unteren Parameterwert-Grenze hinaus zunimmt, kann sich der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes innerhalb des Balkens 60 des Soll-Parameterbereiches bewegen, der in dem Anzeigeraum 36 stationär sein kann. In anderen Ausführungsformen können jedoch alternative Zeiger des aktuell gemessenen Parameterwertes verwendet werden, die sich zwischen dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze bewegen. Beispielsweise kann ein separater Balken auf dem Anzeigeraum 36 angezeigt werden, um den aktuell gemessenen Parameterwert anzuzeigen, der sich zwischen dem Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze und dem Zeiger 50 der oberen Parameterwert-Grenze bewegt.
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Daher dehnt sich, wie in 2 bis 5 dargestellt, wenn der gemessene Parameterwert zunimmt, der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches in einer ersten Richtung auf den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes zu aus, bis der Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes erreicht oder sich ihm nähert. An diesem Punkt kann sich der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches visuell ändern. In einigen Ausführungsformen kann sich beispielsweise eine erste Farbe des Balkens 60 des Soll-Parameterbereiches zu einer zweiten Farbe oder zu einem dunkleren Ton der ersten Farbe ändern. Dann beginnt sich der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes, wenn der gemessene Parameterwert weiter zunimmt, in einer zweiten Richtung zu bewegen, die der ersten Richtung direkt entgegengesetzt ist.
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6 ist beispielsweise eine beispielhafte Darstellung 34 des auf dem Anzeigeraum 60 angezeigten gemessenen Parameterwertes, wobei sich der Balken 60 des Soll-Parameterwertes mit einer ersten Farbe in einer ersten Richtung auf den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes zu bewegt. Die erste Richtung wird, wie dargestellt, im Allgemeinen durch Pfeil 64 angedeutet. Die Schraffierung des Balkens 60 des Soll-Parameterwertes zeigt die erste Farbe an. In bestimmten Ausführungsformen kann der Balken 60 des Soll-Parameterwertes, wenn der Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze des Balkens 60 des Soll-Parameterwertes den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes erreicht oder sich ihm nähert, eine zweite Farbe annehmen. 7 ist eine beispielhafte Darstellung 34 des auf dem Anzeigeraum 36 angezeigten gemessenen Parameterwertes, wobei der Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze des Balkens 60 des Soll-Parameterwertes den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes erreicht hat und der Balken 60 des Soll-Parameterwertes eine zweite Farbe angenommen hat. Die Schraffierung des Balkens 60 des Soll-Parameterwertes unterscheidet sich von der Schraffierung des Balkens 60 des Soll-Parameterwertes in 6. Damit soll eine Änderung der Farbe des Balkens 60 des Soll-Parameters dargestellt werden. Die Farbänderung kann, wie oben beschrieben, eine Änderung zu einer anderen Farbe oder lediglich eine Änderung im Farbton, der Helligkeit usw. der ersten Farbe einschließen. In bestimmten Ausführungsformen kann sich der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes, nachdem der Zeiger 48 der unteren Parameterwert-Grenze des Balkens 60 des Soll-Parameters den Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes erreicht hat oder sich ihm nähert, in einer zweiten Richtung zu bewegen beginnen, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. 8 ist eine beispielhafte Darstellung 34 des auf dem Anzeigeraum 60 angezeigten gemessenen Parameterwertes, wobei sich der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewegt. Die zweite Richtung wird, wie dargestellt, allgemein mit Pfeil 68 angedeutet.
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9 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens 70 zum Ändern des Maßstabs des Soll-Parameterbereiches (beispielsweise durch den Soll-Parameterbereich-Abstand ΔTPR in 2 bis 4 dargestellt), der ein Teilbereich des Gesamt-Parameterbereiches (beispielsweise durch den Parameterbereich-Abstand ΔPR in 2 bis 4 dargestellt) ist. In Schritt 72 kann der Gesamt-Parameterbereich auf dem Anzeigeraum 36 der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden. Der mit der Darstellung 34 in 2 bis 8 gezeigte Gesamt-Parameterbereich kann beispielsweise auf dem Anzeigeraum angezeigt werden. In Schritt 74 kann der Soll-Parameterbereich auch auf dem Anzeigeraum 36 der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden. Beispielsweise kann der durch den Balken 60 des Soll-Parameterbereiches in 2 bis 8 dargestellte Soll-Parameterbereich auf der Anzeigeeinrichtung 36 angezeigt werden.
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In Schritt 76 kann ein geänderter Parameterwert erfasst oder berechnet werden. Ein oder mehrere Sensor/en 18 kann/können, wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, den Parameterwert erfassen und ein Signal, das repräsentativ für den Parameterwert ist, zu einer oder mehreren Prozess-Schnittstelle/n 22 des Steuer-und-Mess-Systems 20 senden. Die Prozess-Schnittstellen 22 können das Signal, das repräsentativ für den Parameterwert ist, in Parameterwert-Dateri umwandeln, die von dem Prozessor 24 des Steuer-und-Mess-Systems 20 verwendet werden können, um den Maßstab des Soll-Parameterbereiches zu ändern. In Schritt 78 kann der Maßstab des Soll-Parameterbereiches in Bezug auf den Gesamt-Parameterbereich geändert werden, wenn sich der Parameterwert ändert. Das heißt, wenn der Parameterwert ansteigt, vergrößert sich, wie oben beschrieben, der Soll-Parameterbereich in Bezug auf den Gesamt-Parameterbereich. In Schritt 80 kann der geänderte Soll-Parameterbereich (dessen Maßstab geändert wurde) auf dem Anzeigeraum 36 der Anzeigeeinrichtung 32 angezeigt werden. Beispielsweise kann der Maßstab des durch den Balken 60 des Soll-Parameterbereiches in 2 bis 8 dargestellte Soll-Parameterbereich geändert werden und dieser anders auf dem Anzeigeraum 36 angezeigt werden.
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In Schritt 82 kann festgestellt werden, ob sich der Parameterwert innerhalb des Soll-Parameterbereiches befindet. Wenn sich der Parameterwert nicht innerhalb des Soll-Parameterbereiches befindet, kann das Verfahren 70 zu Schritt 76 zurückkehren, in dem ein anderer geänderter Parameterwert erfasst oder berechnet werden kann. Wenn jedoch der Parameterwert bis zu einem Punkt angestiegen ist, an dem er sich innerhalb des Soll-Parameterbereiches befindet, kann das Verfahren 70 statt dessen zu Schritt 84 übergehen, in dem eine visuelle, akustische oder andersartige Warnanzeige optional aktiviert werden kann, um eine Bedienungsperson dahingehend zu warnen, dass der Parameterwert in den Soll-Parameterbereich eingetreten ist oder sich dem Soll-Parameterbereich nähert.
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In Schritt 86 kann ein weiterer geänderter Parameterwert erfasst oder berechnet werden. Dann kann in Schritt 88 ein visueller Zeiger in Bezug auf den Soll-Parameterbereich bewegt werden. Beispielsweise kann, wie oben beschrieben, wenn der Parameterwert in den Soll-Parameterbereich eintritt, der Balken 60 des Soll-Parameterbereiches in 2 bis 8 stationär werden. Wenn jedoch der Parameterwert weiter ansteigt, kann sich der Zeiger 38 des aktuell gemessenen Parameterwertes in Bezug auf den Balken 60 des Soll-Parameterbereiches bewegen. Dann kann das Verfahren 70 zu Schritt 86 zurückkehren, in dem ein weiterer geänderter Parameterwert erfasst oder berechnet werden kann.
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Die hier offenbarten Ausführungsformen schaffen Visualisierungsmethoden, mit denen ein Maßstab eines Soll-Parameterbereichs in Bezug auf einen Gesamt-Parameterbereich für einen Parameterwert geändert werden kann. Die offenbarten Ausführungsformen sind besonders vorteilhaft für die Visualisierung gemessener Parameterwerte des in 1 dargestellten industriellen Messprozesses 10. Obwohl jedoch die offenbarten Ausführungsformen besonders vorteilhaft bei Abgabevorgängen sein können, können die Methoden der offenbarten Ausführungsformen für andere Anwendungszwecke eingesetzt werden, die Visualisierung von Parameterwerten einschließen (beispielsweise mechanische Positionierung, Kalibrierung, optisches Fokussieren usw.). Änderung des Maßstabs des Soll-Parameterbereiches in Bezug auf den Gesamt-Parameterbereich ermöglicht effektiv kontinuierliches dynamisches Zoomen für den gemessenen Parameterwert. Dies ermöglicht eine bessere Nutzung des Anzeigeraums 36 der Anzeigeeinrichtung 32 sowie kontinuierliche Rückmeldung zu einer Bedienungsperson des industriellen Messprozesses 10 bezüglich des aktuell gemessenen Parameterwertes, wodurch schnellere und genauere Abwicklung des industriellen Messprozesses 10 ermöglicht wird.
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Obwohl nur bestimmte Merkmale der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, liegen für den Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen auf der Hand. Es versteht sich daher, dass die beigefügten Ansprüche all diese Abwandlungen und Änderungen abdecken sollen, die Teil des tatsächlichen Geistes der Erfindung sind.