技术领域
[0001] 本
发明涉及工业控制领域，特别涉及一种用于昏暗环境的、具有控制面板的自动化控制设备。
背景技术
[0002] 独立式自动化控制设备广泛用作用于工业中的小范围过程控制的控制设备。通常，独立式自动化控制设备含有若干输入/输出端口和可配置常见过程控制
算法(诸如PID)。在输入/输出端口连接到现场
信号且配置过程控制算法之后，用户可以建立控制回路并针对期望的设置点控制过程变量。
[0003] 几乎所有的独立式自动化控制设备使用控制面板上的LED指示器来示出一些信息(诸如警报、操作状态等)。然而，LED指示器中的大多数简单地包括具有印刷的字符的一些灯。如果环境昏暗或光线不足，则所印刷的字符难以读取，因为在这种环境中频繁使用工业自动化控制设备，所以这是非常可能的情况。而且，面板上的按钮在昏暗环境中也难以识别。虽然在
现有技术中可以在控制面板上的一些按钮操作时点亮这些按钮，但直到用户按压才点亮按钮。因此，用户在操作按钮之前在昏暗环境中也难以识别按钮。这些缺点使得操作不便且增大误操作的可能性，然后影响过程控制结果。
发明内容
[0004] 因此，本发明的目的中的一个是提供一种通过方便的操作允许工业自动化控制设备在昏暗环境下工作的解决方案。
[0005] 根据发明的一个方面，提供了一种具有控制面板的自动化控制设备，所述控制面板包括：至少一个按钮，各按钮具有
指定的控制功能；和至少一个发光元件，该至少一个发光元件被
定位于所述至少一个按钮下方或与所述至少一个按钮相邻。所述至少一个按钮可以
锁定模式和待命模式操作。在所述锁定模式下，对所述至少一个按钮中的任意一个的按压点亮所述至少一个发光元件，并且在未触发被按压按钮的指定控制功能的情况下将所述至少一个按钮切换到所述待命模式。在所述待命模式下，所述至少一个发光元件保持发光,并且对所述至少一个按钮中的任意一个的按压触发被按压按钮的指定控制功能。因为对按钮的第一次操作将不触发按钮的控制功能，由此避免昏暗或黑暗环境中对按钮的错误操作。因为按钮区域经由对按钮的第一次按压操作来照亮，所以用户可以清楚地识别按钮并正确操作按钮。
[0006] 根据发明的另一个方面，如果自对所述至少一个按钮的最近操作以后在预定持续时间内没有对所述至少一个按钮中的任意一个的另外操作，则所述至少一个按钮将从所述待命模式自动切换回所述锁定模式，并且将关闭所述被点亮的至少一个发光元件。优选地，所述预定持续时间大约为60秒。这进一步避免由于不小心或离开控制面板而引起的用户的错误操作或非预期操作。
[0007] 根据发明的另一个方面，所述至少一个按钮包括多个按钮，并且所述至少一个发光元件的数量对应于所述多个按钮的数量，各按钮分别与一个发光元件关联。在所述锁定模式下对所述多个按钮中的任意一个的按压将仅将被按压的按钮切换到所述待命模式，并且仅点亮与所述被按压的按钮关联的所述发光元件，以照亮所述被按压的按钮。这样，可以向用户提供被按压按钮的反馈，使得他/她可以每次确认他/她的对期望按钮的操作，或者他/她将认识到他/她刚刚按压了错误的按钮，然后可以将下次操作调整到期望的按钮。此外，按钮到待命模式的分别激活进一步降低按钮被错误操作的可能性。因此，可以在昏暗或黑暗环境中更安全正确地操作按钮。
[0008] 根据发明的另一个方面，所述控制面板被划分为多于一个区域，所述区域中的每一个包括至少一个发光元件和至少一个按钮。对一个区域中的锁定模式下的所述至少一个按钮中的任意一个的按压将仅将该区域中的所述至少一个按钮切换到所述待命模式，并且仅点亮该区域中的所述至少一个发光元件，以照亮该区域。这样，用户可以在昏暗或黑暗环境中容易地照亮期望的按钮所在的区域。同时，因为仅所关联区域被通过对该区域中的任意按钮的按压照亮而其他区域中的发光元件保持关闭，所以与点亮面板上的全部发光元件相比可以节省
能量。此外，因为一个区域可以由数量可以小于该区域中的按钮的数量的若干甚至仅一个发光元件来照亮，所以可以降低用于发光元件的成本。
[0009] 根据发明的另一个方面，对不同于之前被按压的按钮的任意按钮的按压将使得关闭与之前被按压的按钮对应的所述发光元件，并且之前被按压的按钮被切换到锁定模式。这样，用户可以仅关注片刻之前刚刚按压的一个被照亮的按钮，并且防止之前被按压的按钮被意外触发执行控制功能。因此，可以实现更安全的操作。
[0010] 根据发明的另一个方面，所述至少一个按钮和所述至少一个发光元件位于
电路板上，并且其中，所述控制面板还包括分别
覆盖所述至少一个按钮的至少一个光导元件和覆盖所述至少一个光导元件的薄片；其中，所述薄片上对应于所述至少一个按钮的区域为透明或半透明的，并且印有字符或图标。
[0011] 根据发明的另一个方面，所述自动化控制设备还包括处理器，该处理器用于基于对所述至少一个按钮的按压控制所述至少一个按钮的模式切换和所述至少一个发光元件的操作。
[0012] 根据发明的另一个方面，集成电路连接到所述处理器的第一输出，并且分别对应于所述至少一个按钮的至少一个
开关并联连接在所述集成电路与所述处理器的输入之间；并且
半导体开关元件还被提供且连接到所述至少一个发光元件，
半导体开关元件的控制
电极连接到所述处理器的第二输出，并且所述至少一个发光元件并联连接。
[0013] 根据发明的另一个方面，所述集成电路被配置为响应于来自所述处理器的指令交替向所述至少一个开关中的一个开关发送
高电平信号。
[0014] 根据发明的另一个方面，芯片连接在所述处理器与所述至少一个发光元件之间，以便响应于来自所述处理器的所述指令控制所述至少一个发光元件的一部分点亮。
[0015] 根据发明的另一个方面，所述发光元件为
LED灯。
[0016] 根据发明的另一个方面，所述控制面板还包括显示器和指示器，该指示器可以由另外的发光元件来照亮。
附图说明
[0017] 当参照附图阅读关于示例性
实施例的以下具体实施方式时，本发明的目的、特征以及优点变得明显，附图中：
[0018] 图1图示了根据本发明的实施例的、具有控制面板的自动化控制设备的外观；
[0019] 图2示意性图示了控制面板上的按钮和发光元件的布置；以及
[0020] 图3图示了根据本发明的实施例的控制面板的按钮和关联发光元件的电路图。
具体实施方式
[0021] 下文中，将在描述本发明的机制和精神时提及一些示例性实施例。应理解，这些实施例仅被提供为促进本领域技术人员理解并转而实施本发明，而不是用于以任何方式限制本发明的范围。
[0022] 这里通过参照附图以示例性方式详细描述本发明的各种实施例。
[0023] 图1图示了根据本发明的实施例的自动化控制设备的控制面板的外观。该控制面板可以用于任意种类的控制系统(诸如工业过程控制系统和加工设备控制系统)。该控制面板包括具有指定控制功能的至少一个按钮1。图1中示出了分别具有向上和向下导航、设置以及进入功能的四个按钮1。本领域技术人员能够理解，在控制面板上可以提供任意数量的按钮1，并且至少一个按钮1的指定控制功能根据具体应用可以为各种功能，包括导航操作、动作触发、执行指令等。
[0024] 该至少一个按钮1位于控制面板的
电路板(未示出)上，以便连接到控制系统的开关电路。至少一个发光元件2(图1中未示出)(优选地为至少一个发光
二极管(LED))也位于电路板上，在至少一个按钮1下方或与至少一个按钮1相邻。图2示意性图示了控制面板上的按钮和发光元件的布置，其中，两个LED 2和按钮1位于面板6下方。面板6在对应于按钮1的
位置中具有开口。面板6上的柔性薄片7至少覆盖面板中的开口。薄片7对应于开口的区域为透明或半透明的，并且印有字符或图标。光导元件5附接到金属薄片7的下表面，同时保持光导元件5正好在按钮1上方。两个LED被定位在一个按钮1的不同侧上。经由该布置，从两个LED 2发出的光可以穿过光导元件5和面板6中的开口，以照亮薄片7上的字符或图标，使得用户可以清楚地识别对应的按钮1。光导元件5足够硬，使得在薄片7对应于按钮1的区域上的按压可以经由光导元件5传输到按钮1，以触发按钮1。可以对于控制面板上的每一个按钮1应用该布置。
[0025] 控制面板还可以如图1所示包括用于为用户指示控制系统的相关参数和状态的显示器4和指示器3。指示器3可以由另外的发光元件(具体地为LED灯)来照亮。优选地，在对应的指示器下方或与对应的指示器相邻的为各指示器提供一个发光元件。这样，各指示器可以用专用发光元件来清楚地照亮，这与通过利用非专用发光元件散射在控制面板上的光照亮的那些指示器相比为用户提供更好的可读性。指示器3可以以对于按钮1的类似方式来布置。具体地，专用于指示器3的发光元件可以位于光导元件5的正下方，并且薄片7对应于面板6中的开口的透明或半透明区域印有指示控制系统的相关参数和状态的字符或图标。这样，来自专用发光元件的光可以经由光导元件5和开口直接照亮薄片7上的对应字符或图标。另选地，可以省略光导元件5。
[0026] 该至少一个按钮1还电连接到至少一个发光元件2，并且该至少一个按钮1可以与至少一个发光元件2关联地来操作。具体地，至少一个按钮1可在锁定模式和待命模式下操作。在锁定模式下，对按钮1的按压将不触发按钮1的指定控制功能，但将点亮至少一个发光元件2，并且将按钮1切换到待命模式；并且在待命模式下，至少一个发光元件2保持发光，并且对按钮1的按压将触发按钮1的指定控制功能。换句话说，由用户对至少一个按钮1中的任意一个的第一次按压仅将启动按钮1的照明，使得用户可以在昏暗甚至完全黑暗的环境中看到并了解控制面板上的按钮1的确切位置及其由字符或图标指示的控制功能，然后用户可以正确操作期望的按钮1。因为至少一个按钮1已经由第一按压操作切换到待命模式，所以对期望按钮1的第二次正确按压将触发该按钮的控制功能，使得实现期望的控制。因为对锁定模式(该锁定模式对应于尚未点亮至少一个发光元件2的场合)下的任意按钮1的第一次按压操作将不触发按钮1的任何控制功能，所以由于昏暗或黑暗环境而进行的对控制面板的按钮区域的任意按压操作将不导致控制系统的错误控制操作。这样，实现用户的方便操作，并且还提高对控制系统的操作的安全性，特别是在昏暗或黑暗环境中。
[0027] 优选地，如果自对至少一个按钮1的最近操作以后在预定持续时间(优选地为大约60秒)内没有对至少一个按钮1的另外操作，则至少一个按钮1将从待命模式自动切换回锁定模式，并且将关闭所点亮的至少一个发光元件2。这避免至少一个按钮1在没有任何另外操作的情况下长时间停留在待命模式。至少一个按钮在没有任意另外操作的情况下长时间处于待命模式通常意味着用户已经从控制面板的按钮转移开他/她的注意
力甚至离开控制面板，在这种情况下，用户可能忘记按钮的状态或可能意外触动任意按钮，并且后来来到控制面板的另一个用户可能不知道按钮的待命状态。在这些情况下，按钮可能被误操作。通过在自对至少一个按钮1的最近操作以后的预定持续时间后将按钮1自动切换至锁定模式，按钮1将回到安全锁定状态，这避免用户可能的误操作。一旦用户希望再次操作按钮，则他/她必须首先按压任意按钮1，以将按钮再次切换到待命模式并确认按钮的待命状态，然后按压期望的按钮1，以触发对应的控制功能。对任意按钮1的那些第一次意外操作将不立即触发控制功能，但将点亮发光元件2，以通知或警告用户他/她已经触动控制面板上的任意按钮
1，并且按钮1现在处于待命模式，使得用户的注意力将被拉回至控制面板，因此用户将注意到按钮1的待命状态，并且他/她将在触动按钮1时更加注意，并且将小心地按压按钮。
[0028] 根据优选实施例，该至少一个按钮1包括多个按钮1，并且对锁定模式下的多个按钮1的任意一个的按压将多个按钮1中的全部切换至待命模式。对锁定模式下的多个按钮1中的任意一个的按压还将点亮至少一个发光元件2中的全部。至少一个发光元件2将照亮全部按钮1，使得用户可以在昏暗或黑暗环境中清楚地看到所有按钮。然后，用户可以定位期望的按钮1并按压该按钮1，以触发对应的控制功能。这样，用户不需要在昏暗或黑暗环境中困难地在第一次按压操作中定位期望的按钮，并且按钮区域中的任意按压操作还可以照亮全部按钮，这促进在昏暗或黑暗环境中操作按钮的便利性。
[0029] 根据另一个优选实施例，该至少一个按钮1包括多个按钮1，并且至少一个发光元件2的数量对应于多个按钮1的数量，各按钮1分别与一个发光元件2关联。各发光元件2被定位于对应的按钮1下方或与对应的按钮1相邻，并且用于仅照亮对应的按钮1。这可以通过将至少一个发光元件2分到借助于光隔离元件彼此隔离的若干区域中来进行。按钮1被配置为对锁定模式下的多个按钮1中的任意一个的按压将仅将被按压的按钮1切换到待命模式，并且仅点亮与被按压的按钮1关联的发光元件2，以照亮并指示被按压按钮的当前状态，而其他按钮仍然处于锁定模式，并且其他发光元件2仍然处于关闭状态。这样，各按钮1单独由对按钮的各按压操作照亮并切换到待命模式，使得被照亮的按钮可以给予用户反馈。因此，用户可以认识到哪个按钮刚刚被按压，使得他/她可以每次确认他/她对期望按钮的操作，或者他/她将认识到他/她刚刚按压了错误的按钮，然后可以将下一次操作调整到期望的按钮。另一方面，因为对于每次操作仅将被按压的一个按钮切换到待命模式，所以对其他按钮的下次意外操作由于其他按钮仍然处于锁定模式而将不会错误地触发其他按钮的控制功能。因此，可以在昏暗或黑暗环境中更安全正确地操作按钮。优选地，对与之前按压按钮不同的按钮的按压将使得关闭对应于之前按压按钮的发光元件2，并且之前按压的按钮被切换到锁定模式。这样，用户可以关注于片刻之前刚刚被按压的被照亮按钮，并且防止之前按压的按钮被意外触动执行控制功能。
[0030] 对于该实施例，有利地将前述的预定持续时间减少至例如数秒(优选地减少至少于10秒)。通过将预定持续时间减少至适当值，仍将有足够时间使用户识别并确认被按压的按钮，并且如果该按钮被识别为期望的按钮，则用户在预定持续时间内再次按压同一按钮，以便触发按钮的控制功能，但预定持续时间将不持续太长而增加在第一次被按压按钮被识别为不是期望的按钮且不期望被再次按压并触发的情况下的误操作的
风险。
[0031] 类似地，至少一个发光元件2可以用于照亮整个控制面板的一部分或彼此靠近的若干按钮。例如，控制面板可以被划分为光学地彼此隔离的若干区域。在区域的一个中有至少一个发光元件2和至少一个按钮1(优选地为若干按钮)。一旦一个区域中的任意按钮被按压，则将点亮该区域中的全部发光元件2，以照亮整个区域和该区域中的按钮。优选地，仅该区域中的按钮然后被切换到待命模式，使得用户可以在昏暗或黑暗环境中识别并按压该区域中的期望按钮，并且可以触发被按压的按钮，以执行指定的功能。这样，用户可以容易地在昏暗或黑暗环境中照亮期望按钮所在的区域。因此，可以更方便的使用户在昏暗或黑暗环境中操作按钮。同时，因为仅所关联的区域通过对该区域中的任意按钮的按压来照亮而其他区域中的发光元件2保持关闭，所以与点亮面板上的所有发光元件2相比可以节省能量。此外，因为一个区域可以由数量可以小于该区域中的按钮的数量的若干甚至仅一个发光元件2来照亮，所以可以降低用于发光元件的成本。
[0032] 根据上述实施例的按钮1和关联的发光元件2的控制逻辑可以由程序结合一些
硬件来实施。图3示出了根据本发明的实施例的按钮和关联发光元件的电路图。在图3中，提供了对应于四个按钮1的四个开关S1-S4，并且还提供了四个LED灯L1-L4，作为分别与开关S1-S4关联的发光元件2。还提供处理器21和集成电路(IC)22，以实现开关S1-S4和LED L1-L4的控制逻辑。处理器可以为具有逻辑计算和存储功能的任意种类的部件，该部件可以被编程为执行定制的控制逻辑。在图3中，处理器优选地为微程序控制单元(MCU)21。MCU的第一输出
端子O1连接到IC单元，并且四个开关S1-S4的一端彼此并联地连接到IC单元，并且四个开关S1-S4的另一端连接到MCU的输入端子I1。四个LED灯L1-L4并联连接到电源P和半导体开关元件Q(诸如MOSFET或晶体管)。MCU的第二输出端子O2连接到半导体开关元件Q的控制电极(例如，MOSFET的栅极)。电路还包括一些必需的
电阻器R。
[0033] 四个开关S1-S4已经被编码为例如“0001”、“0010”、“0100”以及“1000”。四个开关的代码还存储在MCU 21和IC单元22中。MCU从O1端子频繁地向IC单元22发送指令，以指示IC单元22交替地向四个并联开关S1-S4中的一个发送高电平信号。如果四个并联开关S1-S4中的任意一个通过用户对对应按钮的按压操作而闭合，则来自IC单元22的高电平信号将经由输入端子I1通过闭合的开关传导到MCU。因为四个并联开关上的交替高电平信号的
频率如此高，以至于对四个按钮中的一个的任意按压操作将通过对应的开关将高电平信号传导到MCU。在第一次接收高电平信号时，MCU可以检测到已经按压一个按钮。然后MCU将从输出端子O2向半导体开关元件Q的控制电极发出高电平信号，使得导通半导体开关元件Q，并且将导通LED电路。这样，点亮四个LED灯L1-L4中的全部，以照亮控制面板上的对应按钮1。因为每次向哪个开关发送高电平信号的指令由MCU来发送，所以MCU还了解刚刚闭合哪个开关。当释放对按钮1的第一次按压操作时，可以断开闭合的开关，并且MCU将认识到第一次按压操作已经结束，并且MCU可以由计数器将按压操作计为第一次按压，这意味着按钮1已经被设置为待命模式。
[0034] 当用户再次按压四个按钮1中的任意一个时，MCU将该按压识别为自之前按压操作以后的第二次按压操作。根据MCU中所存储的程序，MCU还将识别已经闭合哪个开关，然后经由另一个输出端子(未示出)向受控电路发送对应于被按压开关/按钮的控制功能的
控制信号，使得实现按钮的控制功能。
[0035] MCU可以提供有计时器，该计时器用于自对任意按钮的所记录的最近按压操作计时。如果预定持续时间过去，则MCU将取消向半导体开关元件Q的控制电极发送的高电平信号，使得将关闭全部LED灯，并且MCU中的计数器将被重置为零，这意味着按钮1被设置为锁定模式。如果用户按压锁定模式下的任意按钮1，则因为计数器将该操作计为第一次操作，所以MCU将不向受控电路发送对应于被按压按钮的控制信号，而仅向半导体开关元件Q发送高电平信号，以点亮LED灯L1-L4。
[0036] 根据另一个实施例，另一个芯片(未示出)还提供在处理器21与LED灯L1-L4之间，用于控制四个LED灯L1-L4中预期被点亮的任意一个的选择。MCU以与上述实施例中相同的方式来识别首先闭合哪个开关，并且记录第一个闭合的开关，然后向连接到LED灯的芯片发送信号，以仅选择对应于闭合开关的LED灯点亮，以照亮被按压的按钮，并且向用户提供反馈，而其他LED灯保持关闭。一旦采取对任意按钮1的第二次按压操作，则MCU还将识别并记录已经闭合哪个开关，并且将该记录与之前的记录进行比较。如果两个记录对应于同一按钮上的按压操作，则MCU将向控制电路发送对应于被按压开关/按钮的控制功能的控制信号，使得实现按钮的控制功能。如果两个记录对应于对不同按钮的按压操作，则MCU将不发送对应于按钮的控制功能的任何控制信号。而是，MCU仅将点亮对应于新按压按钮的LED灯。优选地，MCU还将关闭对应于之前被按压的另一个按钮的之前被点亮的LED灯。因为最近的按压记录已经被更新为对新按钮的按压，所以不可能使之前被按压的按钮获得MCU中的两个连续按压记录，由此之前被按压的按钮由于对新按钮的按压操作而被切换到锁定模式。
在该实施例中，还可以提供计时器用于自对任意按钮的前次按压操作计时。对按钮的两个操作之间的时间限制还可以用于如之前实施例中地控制按钮的控制功能。
[0037] 类似地，在灯和按钮已经如之前提及的被划分为若干区域的情况下，处理器21与LED灯之间的芯片还可以用于响应于对一个区域中的任意按钮的按压来控制该区域中的灯的一部分点亮。处理器21根据区域的代码确定被按压按钮属于哪个区域，并且指示芯片开启对应于该区域的灯，使得仅照亮该区域。
[0038] 通过研究附图、本正文的公开以及所附
权利要求，本领域技术人员可以在实施本发明期间理解并实施所公开实施例的其他
修改。在权利要求中，“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除复数概念。在
从属权利要求中说明互相彼此不同的具体方法的简单事实不指示不可以有利地使用这些方法的组合。权利要求的附图中的标记不应被解释为限制其范围。
