Studbooks net рефераты, курсовые, дипломные

Верхний уровень управления

Рабочее место оператора

Рабочее место оператора – выполнено на базе персонального компьютера Pentium 4 с тактовой частотой процессора не ниже 2000 МГц, операционная система WINDOWS 95/98/NT. Наличие программного обеспечения: RSLogic, RSView, RSLinx, MSExcel и MSWord (для просмотра базы данных отчетов). Рабочее место оператора находится в помещении операторной. Визуализация данных осуществляется на цветном мониторе SVGA с диагональю не меньше 19 дюймов. Для печати сводок, отчетов и другой документации имеется принтер. Также необходимо наличие бесперебойного источника питания. Для штатного воздействия оператора на систему служат клавиатура и манипулятор типа «мышь».
Оператор видит отображение технологического процесса при помощи мнемосхем, показываемых на экране. Мнемосхемы разработаны при помощи интегрального пакета RSView32 фирмы Rockwell Automation. Обоснование выбора данного пакета будет представлено в следующем пункте. Данный пакет предоставляет собой программный пакет операторского интерфейса для представления оператору данных о состоянии технологического процесса в виде мнемосхем, численных значений, временных графиков, аварийных сигнализаций.
Информация предоставляется оператору на экране монитора, а также при распечатке отчетов, в цифровом виде. Количественная и качественная информация о процессе и состоянии оборудования отображается на мнемосхемах в виде численных значений параметров, изменения цвета при изменении состояния, текстовых сообщений.
Операторский интерфейс
На сегодняшний день пакеты для создания человеко-машинного интерфейса предлагают достаточно много различных фирм-производителей. В общем, все системы HMI имеют в своем составе несколько компонентов, выполняющих определенные функции HMI:

• 
  графический редактор для построения мнемосхем, позволяющий создавать изображения как в самом редакторе, так и путем импорта из других приложений, имеющий средства анимации созданных
  
• 
  изображений и мультиплицирования кадров;
  
• 
  эмулятор, позволяющий оценить правильность работы системы;
  
• 
  система управления базой данных о процессе;
  
• 
  система сигнализации и регистрации событий;
  
• 
  средства конфигурации каналов связи с другими узлами АСУ ТП;
  
• 
  встроенный язык программирования, позволяющий создавать пользовательские программы;
  
• 
  модуль для создания трендов и графиков;
  
• 
  компонент для архивации значений переменных;
  
• 
  система ограничения прав доступа пользователей;
  
• 
  средства для создания документации (отчеты, рапорты, протоколы) в необходимом пользователю формате;
  
• 
  средства общения с другими программами (механизмы OLE, DDE, ODBC, SQL);
  
• 
  основной модуль, координирующий работу всех компонентов и осуществляющий их запуск.
  

Существует ряд общепромышленных HMI таких как: Trace Mode V6 (AdAstra Research Group, Ltd), InTouch V10 (Wonderware), Genesis 32 V9 (Iconics), CitectSCADA V7.0 (Citect), iFix V4.0 (GE Fanuc), MasterSCADA (InSAT), RS View32 (Rockwell Software).
Кроме общепромышленных HMI существуют так же и специализированные для нефтедобычи, для газодобычи и др. Например, некоторые специализированные HMI для нефтедобычи: АДП-мт; АСОТИ; Юниор; СКАТ; Радиус; Кристалл.
Для анализа рассмотрим 3 SCADA-пакета: Trace Mode V6, InTouch V10, RS View32.
TRACE MODE – SCADA-система, предназначенная для разработки крупных распределенных АСУТП широкого назначения. Система TRACE MODE создана в 1992 году и к настоящему времени имеет свыше 6500 инсталляций. Проекты, разработанные на базе TRACE MODE, работают в энергетике, металлургии, атомной, нефтяной, газовой, химической, космической и других отраслях промышленности, в коммунальном и сельском хозяйстве России.
TRACE MODE – основана на инновационных, не имеющих аналогов технологиях. Среди них: разработка распределенной АСУТП как единого проекта, автопостроение, оригинальные алгоритмы обработки сигналов и управления, объемная векторная графика мнемосхем, единое сетевое время, уникальная технология playback – графического просмотра архивов на рабочих местах руководителей. TRACE MODE – это первая интегрированная SCADA- и SOFTLOGIC-система, поддерживающая сквозное программирование операторских станций и контроллеров при помощи единого инструмента.
InTouch – это флагманский пакет мощных и гибких средств разработки операторских интерфейсов для создания АСУТП дискретных и непрерывных производств, распределенных систем управления, диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и других областей промышленного применения. Он позволяет следить за работой предприятия, наблюдая за процессами, графически отображенными на экранах в реальном масштабе времени.
Приложения, созданные с помощью Wonderware InTouch™, успешно используются в энергетике и автомобилестроении, добыче и переработке нефти и газа, производстве продуктов питания и полупроводников, в химической, фармацевтической и целлюлозно-бумажной промышленности.
RSView® Enterprise™ Series – это линейка продуктов программного обеспечения человеко-машинного интерфейса (HMI), разработанных с общими возможностями поиска, разведки и навигации для помощи в разработке и обучении быстродействующих приложений человеко-машинного интерфейса (HMI). Поддерживая интегрированную архитектуру Rockwell Automation Integrated Architecture и стратегию ViewAnyWare, RSView Enterprise Series является частью масштабируемого и единого комплекса программно-аппаратных средств мониторинга и управления, разработанных для расширения автономных приложений машинного уровня посредством приложений человеко-машинного интерфейса (HMI) контролирующего уровня по всей сети. Этот комплекс предлагает вам общую среду разработки.
RSView Enterprise Series включает средство разработки RSView Studio, основанное на использовании ПК, также как RSView Machine Edition и RSView Supervisory Edition.

5. 
   Сравнительный анализ SCSDA-пакетов
   

Критерии	SCADA-пакеты
	Trace Mode V6	InTouch V10	RSView 32
Разработчики	AdAstra Research Group, Ltd – – Россия	Wonderware – – США	Rockwell Automation – США
Требования к системе (ОС)	Windows XP Professional	Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000, Windows NT	Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000
Прием данных с УСО	Ethernet, ARCNET, ATM, OPC	Profibus, DeviceNet, Interbus-S, SDS, OPC	Ethernet, Control Net, ARCNET, OPC
Обработка данных в реальном времени	Промышленная база данных реального времени SIAD/SQL 6	FACTORYFOCUS	RUNTIME
Графическое отображение данных на мнемосхемах операторских станций	Высокие графические возможности	Объектно-ориентированные объекты, анимационные связи	Используются объекты созданные в AutoCAD, Corel DRAW
Сохранение данных в архив	Единая база данных распределенного проекта	Обращение к структурному языку запросов (SQL)	Сервер данных (Data Server)
Представление архивных данных на трендах	Единый проект для распределенной АСУ	Распределенная система исторических трендов	FactoryTalk Diagnostics
Ведение отчетов тревог с последующим их квитированием	Рпределенных систем управления (РСУ)	Статистический контроль технологического процесса (SPC)	RecipePlus
Предоставление отчетов технологической информации	Собственный генератор отчетов	Система отчетов технологического процесса	Собственная система отсетов
Резервирование данных	Встроенная система горячего резервирования	Менеджер рецептов	FactoryTalk Diagnostics
Встроенные командные языки	Visual Basic for Applications (VBA), Visual C++	VB Script	Visual Basic for Applications (VBA)
Коммуникации	ODBC, DDE, ANSI SQL, OLE, TCP/IP	WEB, ODBC, DDE, ANSI SQL, OLE	ODBC, DDE, ANSI SQL, OLE

Из таблицы видно, что данные программные пакеты приблизительно равны по своим возможностям. Пакет RSView32 был выбран, так как он ориентирован на работу с оборудованием Allen-Bradley, которое было выбрано для разработки системы автоматизации.

Разработка интерфейса
В приложение RSView32 с помощью встроенной библиотеки и инструментов редактирования создаем следующие экраны:

• 
  основной экран, содержащий полную схему объекта;
  
• 
  экран сепараторов первой ступени С-1;
  
• 
  экран сепараторов второй ступени С-2;
  
• 
  экран аварий;
  
• 
  экраны архивных и реальных трендов.
  

При создании графических экранов использовалась умеренная цветовая гамма. Фон большинства экранов является темно-зеленым, а технологические объекты серого цвета, что снижает утомляемость при длительной работе с системой.
Нормальное рабочее состояние агрегатов отображается светло-зеленым цветом, что интуитивно воспринимается как норма, тогда как при аварийных ситуациях используется окраска и мигание объектов красным цветом, что хорошо привлекает внимание оператора и ассоциируется с опасностью, тревогой.
На каждом экране отображается текущие значения таких величин как давление, уровень, температура и процент открытия клапанов. Каждый экран содержит щит аварий, отображающий текущие аварии.
На экранах реализовано управление исполнительными механизмами и насосными агрегатами с защитой от случайного нажатия.
Предусмотрен парольный вход. Имеются горячие клавиши, с помощью которых одним нажатием можно вызвать любой экран.
Главный экран изображен на рисунке 3.1.

1. 
   Главный экран
   

На главном экране схематично изображены основные объекты дожимной насосной станции. Для каждого объекта изображены в численном и графическом виде текущие значения, такие как давление, уровень и расход. Например, если уровень в сепараторе С-1/1 превысит заданный, то полоска, показывающая уровень станет красным цветом. Это способствует более быстрому восприятию и реагированию оператора на данное происшествие.

На экране имеются кнопки навигации, с помощью которых можно перейти на другой экран и посмотреть более подробную информацию о текущем процессе.
При нажатии на кнопку «С-1» происходит переход на экран с сепараторами первой ступени, изображенными на рисунке 3.2.

2. 
   Сепараторы первой ступени
   

На экране изображены сепараторы первой ступени С-1/1, С-1/2 и клапана соответствующие клапанам на объекте. Для сепараторов отображается давление и уровень, а для клапанов текущий процент открытия. Отображение уровня представлено как в численном, так и в графическом виде.

Цвет клапанов изменяется, в зависимости открыт он или закрыт, если клапан полностью закрыт, то он становится красным, если открыт, то синим.
На экране отображается информация об авариях и кнопки навигации.
При нажатии на кнопку «С-2» происходит переход на экран с сепараторами второй ступени, изображенными на рисунке 3.3.
Экран с сепараторами второй ступени аналогичен экрану с сепараторами первой ступени. На нём также изображены сепараторы и клапана с соответствующими значениями.

3. 
   Сепараторы второй ступени
   

При нажатии на кнопку «Аварии» происходит переход на экран с текущими авариями, изображенным на рисунке 3.4.

4. 
   Аварии
   

На экране с авариями изображен щит аварий с подробным описанием аварии. Отображается время и дата аварии, аварийное значение и объект, где произошла авария.

На экране имеются кнопки управления аварийной информацией:

• 
  включить сигнализацию;
  
• 
  выключить сигнализацию;
  
• 
  подтверждение.
  

При нажатии на кнопку «Подтвердить все» происходит подтверждение всех аварий и очистка щита аварий.
При нажатии на кнопку «Тренды» происходит переход на экран с текущими трендами, представленным на рисунке 3.5.

5. 
   Тренды
   

На экране с трендами изображен график, показывающий в реальном времени текущее значение уровня в сепараторе С-1. Количество графиков может быть разное и определяется разработчиком. Зеленой и желтой линией обозначены максимальное и минимальное значения уровня в сепараторе С-1. Выход графика за эти линии свидетельствует о том, что уровень отклонился от необходимого значения. Для наглядности график в местах отклонения уровня закрашивается в красный цвет.

На экране имеются кнопки управления отображения трендов. При необходимости можно сбросить отображаемые показания, нажав на кнопки «Сброс оси Y» и «Сброс оси X». Также можно изменить масштаб отображения тренда.
Также на экране изображены сигнальная информация и кнопки навигации.

5.