Тактильная мнемосхема для помещений. Телемеханика в энергоснабжении промышленных предприятий - мнемосхемы и электроаппаратура диспетчерских щитов и пультов Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда

Мнемосхема представляет собой наглядное графическое изображение функциональной схемы управляемого или контролируемого объекта. Это может быть технологический процесс, энергетическая система, цех станков с числовым программным управлением и т.п. Иначе говоря, мнемосхема - это условная информационная модель производственного процесса или системы, выполненная как комплекс символов, изображающих элементы системы (или процесс) с их взаимными связями.

Наглядно отображая структуру системы, мнемосхема облегчает оператору запоминание схем объектов, взаимосвязь между параметрами, назначение приборов и органов управления. В процессе управления мнемосхема является для оператора важнейшим источником информации о текущем состоянии системы, характере и структуре протекающих в ней процессов, в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т.п.

Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда:

Управляемый объект имеет сложную технологическую схему и большое число контролируемых параметров;

Технологическая схема объекта может оперативно изменяться в процессе работы.

Мнемосхемы могут отражать как общую картину состояния системы, технологического процесса, так и состояние отдельных агрегатов, устройств, значения параметров и т.п. Мнемосхемы помогают оператору, работающему в условиях большого количества поступающей информации, облегчить процесс информационного поиска, подчинив его определенной логике, диктуемой реальными связями параметров контролируемого объекта. Они облегчают оператору логическую систематизацию и обработку поступающей информации, помогают осуществлению технической диагностики при отклонениях процесса от нормы, обеспечивают внешнюю опору для выработки оптимальных решений и формирования управляющих воздействий.

В основу построения мнемосхем положен ряд принципов, выработанных в процессе многолетней практики их применения. Один из основных - принцип лаконичности , согласно которому мнемосхема должна быть простой, не должна содержать лишних, затемняющих элементов, а отображаемая информация должна быть четкой, конкретной и краткой, удобной для восприятия и дальнейшей переработки.

Принцип обобщения и унификации предусматривает требование, согласно которому надо выделять и использовать наиболее существенные особенности управляемых объектов, т.е. на мнемосхеме не следует применять элементы, обозначающие несущественные конструктивные особенности системы, а символы сходных объектов и процессов необходимо по возможности объединять и унифицировать.

Согласно принципу акцента к элементам контроля и управления на мнемосхемах в первую очередь необходимо выделять размерами, формой или цветом элементы, наиболее существенные для оценки состояния, принятия решения и воздействия на управляемый объект.

Принцип автономности предусматривает необходимость обособления друг от друга участков мнемосхемы, соответствующих автономно контролируемым и управляемым объектам и агрегатам. Эти обособленные участки должны быть четко отграничены от других и согласно принципу структурности должны иметь завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру. Структура должна отражать характер объекта и его основные свойства.

В соответствии с принципом пространственного соотнесения элементов контроля и управления расположение контрольно-измерительных и индикаторных приборов должно быть четко согласовано с расположением соответствующих им элементов управления, т.е. должен соблюдаться закон совместности стимула и реакции.

Принцип использования привычных ассоциаций и стереотипов предполагает применение на мнемосхемах таких условных обозначений параметров, которые ассоциируют с общепринятыми буквенными обозначениями этих параметров. Желательно применять, если это возможно, вместо абстрактных знаков символы, ассоциирующиеся с объектами

и процессами. На рис. 7.12, а показаны варианты А и Б условных обозначений таких параметров, как расход G , содержание кислорода О 2 , давление р , добавка химреактива +, химический состав Х и мощность W . Алфавит Б мнемосимволов имеет меньшее число различных признаков по сравнению с алфавитом А, но алфавит Б построен по принципу ассоциаций между конфигурацией контуров знаков и начертанием букв, используемых для обозначения соответствующих параметров (рис. 7.12, б ).

Рис. 7.12 -Варианты мнемосимволов параметров энергоблока:

а - буквенное обозначение параметров и их условные знаки (А) и ассоциативные мнемосимволы (Б); б - пояснения связей начертаний мнемосимволов с буквенными обозначениями

Испытания обученных операторов, знающих буквенное обозначения параметров, показали, что при использовании алфавита мнемосимволов Б по сравнению с алфавитом условных знаков А уменьшается время, затрачиваемое на опознание символов, на 30-40 % и число ошибок.

Мнемосхема не должна обязательно копировать техническую схему. Она должна отображать логику контролируемых и управляемых процессов, способствовать упрощению поиска и опознания нужной информации и оперативному принятию правильных решений.

По функциям операторов, работающих с мнемосхемами, последние разделяются на операторские и диспетчерские. К первым относятся мнемосхемы, отображающие, как правило, единый пространственно сосредоточенный технологический комплекс, тогда как вторые отображают рассредоточенную систему, включающую в себя разнообразные технологические комплексы, объекты, агрегаты. Операторские и диспетчерские мнемосхемы существенно различаются степенью детализации и подробностью отображения отдельных объектов контроля и управления.

В зависимости от того, выполняет оператор какие-либо переключения непосредственно на мнемосхеме или она является чисто осведомительным информационным устройством, операторские мнемосхемы подразделяются на оперативные и неоперативные, а диспетчерские - на световые и мимические . Оперативные мнемосхемы наряду с различными устройствами отображения, приборами, изобразительными и сигнальными элементами имеют органы управления индивидуального или вызывного типа, а мимические - ручные переключатели для снятия сигналов и приведения отображения состояния объекта на мнемосхеме в соответствие с его реальным состоянием.

Мнемосхемы , у которых каждый информационный элемент связан только с одним датчиком, т.е. участки схемы постоянно подключены к одним и тем же управляемым объектам, называют индивидуальными или однообъектными. Мнемосхемы , у которых участки могут периодически или по необходимости подключаться к нескольким объектам, имеющим одинаковую структуру, называются вызывными или избирательными (многообъектными) . В вызывных мнемосхемах могут подключаться либо тот или иной объект, либо тот или иной датчик одного объекта. С помощью вызывной мнемосхемы можно значительно сократить размеры панели, сэкономить в приборах и СОИ, облегчить условия работы оператора за счет уменьшения поля зрения и упрощения схемы.

Мнемосхема , на которой постоянно отображается одна и та же схема объекта, называется постоянной . В сменных мнемосхемах изображение в процессе работы может существенно изменяться в зависимости от режимов работы объекта (пусковая схема, схема нормальной работы, аварийная схема и т.д.).

Мнемосхемы могут располагаться на отдельных панелях, на надстройке к приборному щиту, на приставке к пульту или на рабочей панели пульта. Информация на схеме может выдаваться в аналоговой, аналого-дискретной и дискретной форме. По выполнению условных обозначений объекта, агрегата, технологической линии и другого оборудования мнемосхемы подразделяют на плоские, рельефные и объемные , по способу кодирования - на условные и символические . Условные знаки не имеют никакого внешнего сходства и не создают зрительных ассоциаций с отображаемыми объектами и явлениями. Примерами условных знаков и символов являются соответственно графические обозначения параметров (вариант А) и мнемосимволы (вариант Б), представленные на рис. 7.12, а .

Изображения на мнемосхемах могут быть на прямом или обратном контрасте. Элементы изображения выполняются рисованными, нанесенными фотоспособом, накладными; индикация реализуется с помощью электролюминесцентных элементов, газоразрядных приборов, ламп накаливания, электронно-лучевых трубок и т.д.

В последние годы для воспроизведения мнемосхем применяют дисплеи на ЭЛТ. Использование таких устройств особенно целесообразно в случае, когда объект имеет сложную, разветвленную структуру, когда технологический процесс часто меняется и необходим набор мнемосхем. На экране ЭЛТ может отображаться укрупненная мнемосхема всей системы, мнемосхемы отдельных комплексов, объектов и процессов, мнемосхемы отдельных узлов и т.д. Нужные мнемосхемы отображаются по вызову оператора или по сигналам ЭВМ.

При разработке мнемосхем важен оптимальный выбор форм используемых символов. По форме символы должны представлять собой замкнутый контур. Вспомогательные элементы и линии не должны пересекать контур символа или каким-либо другим способом затруднять чтение.

Повышенные требования должны предъявляться к символам, сигнализирующим функциональное (особенное аварийное) состояние отдельных агрегатов или объектов.

Сигнализаций того, что данный объект включен (работает), должен служить, как правило, зеленый цвет, не работает (отключен) - красный. Смене состояния должен соответствовать прерывистый световой сигнал того цвета, которым обозначается новое состояние агрегата. Например, если работающий агрегат останавливается, то зеленый цвет должен смениться красным прерывистым. Частота мигания должна составлять 38 Гц с длительностью свечения не менее 0,05 с. Сигналы о смене состояния агрегатов должны отключаться самим диспетчером.

Соединительные линии на мнемосхеме должны быть прямыми и сплошными. При компоновке мнемосхемы необходимо стремиться, чтобы соединительные линии были возможно короче и имели наименьшее число пересечений.

При работе с мнемосхемами, имеющими значительные размеры и множество объектов различных цветов и яркостей, зрительная система оператора подвергается большой нагрузке. Поэтому не допускается использование в большом количестве цветов, которые быстро утомляют глаз - красного, фиолетового, пурпурного. В качестве фона мнемосхем рекомендуется применять малонасыщенные цвета средней частоты спектра.

Для оценки мнемосхем используются:

1. Коэффициент информативности - отношение числа пассивных элементов и активных.

2. Коэффициент заполнения поля - отношение числа пассивных элементов мнемосхем к общему числу элементов мнемосхемы.

При проектировании мнемосхем предлагают обычно несколько вариантов. Оптимальный вариант выбирают путем лабораторного эксперимента (моделируют на ЭВМ деятельность оператора с различными вариантами мнемосхемы). Критериями оценки служат время решения задач и число допущенных ошибок.

Информация, которая выводится на мнемосхему, может быть представлена в виде аналогового, дискретного и релейного сигнала, а также графически. Наглядно отображая структуру системы, мнемосхема облегчает оператору запоминание схем объектов, взаимосвязь между параметрами, назначение приборов и органов управления. В процессе управления мнемосхема является для оператора важнейшим источником информации о текущем состоянии системы, характере и структуре протекающих в ней процессов, в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т. п.

На мнемосхемах отражается основное оборудование, сигналы, состояние регулирующих органов. Мнемосхемы могут отражать как общую картину состояния системы, технологического процесса, так и состояние отдельных агрегатов, устройств, значения параметров и т. п. Вспомогательный и справочный материал должен быть расположен в дополнительных формах отображения, с возможностями максимально быстрого извлечения этих вспомогательных форм на экран.

Мнемосхемы помогают оператору, работающему в условиях большого количества поступающей информации, облегчить процесс информационного поиска, подчинив его определенной логике, диктуемой реальными связями параметров контролируемого объекта. Они облегчают оператору логическую систематизацию и обработку поступающей информации, помогают осуществлению технической диагностики при отклонениях процесса от нормы, обеспечивают внешнюю опору для выработки оптимальных решений и формирования управляющих воздействий.

Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда

управляемый объект имеет сложную технологическую схему и большое число контролируемых параметров;

технологическая схема объекта может оперативно изменяться в процессе работы.

В основе мнемосхем лежат несколько основных принципов

принцип лаконичности, согласно которому мнемосхема должна быть простой, не должна содержать лишних, затемняющих элементов, а отображаемая информация должна быть четкой, конкретной и краткой, удобной для восприятия и дальнейшей переработки.

принцип обобщения и унификации предусматривает требование, согласно которому надо выделять и использовать наиболее существенные особенности управляемых объектов, то есть на мнемосхеме не следует применять элементы, обозначающие несущественные конструктивные особенности системы, а символы сходных объектов и процессов необходимо по возможности объединять и унифицировать.

принцип акцента - к элементам контроля и управления на мнемосхемах в первую очередь необходимо выделять размерами, формой или цветом элементы, наиболее существенные для оценки состояния, принятия решения и воздействия на управляемый объект.

принцип автономности предусматривает необходимость обособления друг от друга участков мнемосхемы, соответствующих автономно контролируемым и управляемым объектам и агрегатам. Эти обособленные участки должны быть четко отграничены от других и согласно принципу структурности должны иметь завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру. Структура должна отражать характер объекта и его основные свойства.

принципом пространственного соотнесения элементов контроля и управления расположение контрольно-измерительных и индикаторных приборов - должно быть четко согласовано с расположением соответствующих им элементов управления, то есть должен соблюдаться закон совместности стимула и реакции.

принцип использования привычных ассоциаций и стереотипов предполагает применение на мнемосхемах таких условных обозначений параметров, которые ассоциируют с общепринятыми буквенными обозначениями этих параметров. Желательно применять, если это возможно, вместо абстрактных знаков символы, ассоциирующиеся с объектами и процессами.

Главная задача мнемосхемы

Отображение логики контролируемых и управляемых процессов, способствовать упрощению поиска и опознания нужной информации и оперативному принятию правильных решений.

Классификация мнемосхем по типу

Операторские

Отображают, как правило, единый пространственно сосредоточенный технологический комплекс В зависимости от того, выполняет оператор какие-либо переключения непосредственно на мнемосхеме или она является чисто осведомительным информационным устройством, операторские мнемосхемы подразделяются на оперативные и неоперативные

оперативные мнемосхемы наряду с различными устройствами отображения, приборами, изобразительными и сигнальными элементами имеют органы управления индивидуального или вызывного типа.
неоперативные

Диспетчерские

Отображают рассредоточенную систему, включающую в себя разнообразные технологические комплексы, объекты, агрегаты. В зависимости от того, выполняет оператор какие-либо переключения непосредственно на мнемосхеме или она является чисто осведомительным информационным устройством диспетчерские подразделяются - на световые и мимические

световые
мимические - ручные переключатели для снятия сигналов и приведения отображения состояния объекта на мнемосхеме в соответствиИ с его реальным состоянием.

Операторские и диспетчерские мнемосхемы существенно различаются степенью детализации и подробностью отображения отдельных объектов контроля и управления.

Индивидуальные

Индивидуальные или однообъектные мнемосхемы - мнемосхемы, у которых каждый информационный элемент связан только с одним датчиком, то есть участки схемы постоянно подключены к одним и тем же управляемым объектам.

Вызывные

Вызывные мнемосхемы или избирательные (многообъектные) - мнемосхемы, у которых участки могут периодически или по необходимости подключаться к нескольким объектам, имеющим одинаковую структуру, называются вызывными или избирательными (многообъектными). В вызывных мнемосхемах могут подключаться либо тот или иной объект, либо тот или иной датчик одного объекта. С помощью вызывной мнемосхемы можно значительно сократить размеры панели, сэкономить в приборах и СОИ, облегчить условия работы оператора за счет уменьшения поля зрения и упрощения схемы.

Постоянные

Постоянная мнемосхема - мнемосхема, на которой постоянно отображается одна и та же схема объекта. В сменных мнемосхемах изображение в процессе работы может существенно изменяться в зависимости от режимов работы объекта (пусковая схема, схема нормальной работы, аварийная схема и т. д.).

Классификация мнемосхем по виду

Расположение

отдельных панелях
надстройке к приборному щиту
приставке к пульту
рабочей панели пульта

Информация на мнемосхеме

аналоговая
аналого-дискретная
дискретная

Условные обозначений объекта, агрегата, технологической линии и другого оборудования

плоские
рельефные
объемные

Способ кодирования

условный
символический

Условные знаки на мнемосхемах

Условные знаки не имеют никакого внешнего сходства и не создают зрительных ассоциаций с отображаемыми объектами и явлениями.

Соединительные линии на мнемосхеме

Должны быть прямыми и сплошными. При компоновке мнемосхемы необходимо стремиться, чтобы соединительные линии были возможно короче и имели наименьшее число пересечений.

Специфика работы с мнемосхемами

Оценка мнемосхем

Происходит по двум параметрам

Коэффициент информативности - отношение числа пассивных элементов и активных.
Коэффициент заполнения поля - отношение числа пассивных элементов мнемосхем к общему числу элементов мнемосхемы.

Напишите отзыв о статье "Мнемосхема"

Ссылки

Отрывок, характеризующий Мнемосхема

Император пригнул ухо, слегка нахмурясь и показывая, что он не расслышал.
– Поджидаю, ваше величество, – повторил Кутузов (князь Андрей заметил, что у Кутузова неестественно дрогнула верхняя губа, в то время как он говорил это поджидаю). – Не все колонны еще собрались, ваше величество.
Государь расслышал, но ответ этот, видимо, не понравился ему; он пожал сутуловатыми плечами, взглянул на Новосильцева, стоявшего подле, как будто взглядом этим жалуясь на Кутузова.
– Ведь мы не на Царицыном лугу, Михаил Ларионович, где не начинают парада, пока не придут все полки, – сказал государь, снова взглянув в глаза императору Францу, как бы приглашая его, если не принять участие, то прислушаться к тому, что он говорит; но император Франц, продолжая оглядываться, не слушал.
– Потому и не начинаю, государь, – сказал звучным голосом Кутузов, как бы предупреждая возможность не быть расслышанным, и в лице его еще раз что то дрогнуло. – Потому и не начинаю, государь, что мы не на параде и не на Царицыном лугу, – выговорил он ясно и отчетливо.
В свите государя на всех лицах, мгновенно переглянувшихся друг с другом, выразился ропот и упрек. «Как он ни стар, он не должен бы, никак не должен бы говорить этак», выразили эти лица.
Государь пристально и внимательно посмотрел в глаза Кутузову, ожидая, не скажет ли он еще чего. Но Кутузов, с своей стороны, почтительно нагнув голову, тоже, казалось, ожидал. Молчание продолжалось около минуты.
– Впрочем, если прикажете, ваше величество, – сказал Кутузов, поднимая голову и снова изменяя тон на прежний тон тупого, нерассуждающего, но повинующегося генерала.
Он тронул лошадь и, подозвав к себе начальника колонны Милорадовича, передал ему приказание к наступлению.
Войско опять зашевелилось, и два батальона Новгородского полка и батальон Апшеронского полка тронулись вперед мимо государя.
В то время как проходил этот Апшеронский батальон, румяный Милорадович, без шинели, в мундире и орденах и со шляпой с огромным султаном, надетой набекрень и с поля, марш марш выскакал вперед и, молодецки салютуя, осадил лошадь перед государем.
– С Богом, генерал, – сказал ему государь.
– Ma foi, sire, nous ferons ce que qui sera dans notre possibilite, sire, [Право, ваше величество, мы сделаем, что будет нам возможно сделать, ваше величество,] – отвечал он весело, тем не менее вызывая насмешливую улыбку у господ свиты государя своим дурным французским выговором.
Милорадович круто повернул свою лошадь и стал несколько позади государя. Апшеронцы, возбуждаемые присутствием государя, молодецким, бойким шагом отбивая ногу, проходили мимо императоров и их свиты.
– Ребята! – крикнул громким, самоуверенным и веселым голосом Милорадович, видимо, до такой степени возбужденный звуками стрельбы, ожиданием сражения и видом молодцов апшеронцев, еще своих суворовских товарищей, бойко проходивших мимо императоров, что забыл о присутствии государя. – Ребята, вам не первую деревню брать! – крикнул он.
– Рады стараться! – прокричали солдаты.
Лошадь государя шарахнулась от неожиданного крика. Лошадь эта, носившая государя еще на смотрах в России, здесь, на Аустерлицком поле, несла своего седока, выдерживая его рассеянные удары левой ногой, настораживала уши от звуков выстрелов, точно так же, как она делала это на Марсовом поле, не понимая значения ни этих слышавшихся выстрелов, ни соседства вороного жеребца императора Франца, ни всего того, что говорил, думал, чувствовал в этот день тот, кто ехал на ней.
Государь с улыбкой обратился к одному из своих приближенных, указывая на молодцов апшеронцев, и что то сказал ему.

Кутузов, сопутствуемый своими адъютантами, поехал шагом за карабинерами.
Проехав с полверсты в хвосте колонны, он остановился у одинокого заброшенного дома (вероятно, бывшего трактира) подле разветвления двух дорог. Обе дороги спускались под гору, и по обеим шли войска.
Туман начинал расходиться, и неопределенно, верстах в двух расстояния, виднелись уже неприятельские войска на противоположных возвышенностях. Налево внизу стрельба становилась слышнее. Кутузов остановился, разговаривая с австрийским генералом. Князь Андрей, стоя несколько позади, вглядывался в них и, желая попросить зрительную трубу у адъютанта, обратился к нему.
– Посмотрите, посмотрите, – говорил этот адъютант, глядя не на дальнее войско, а вниз по горе перед собой. – Это французы!
Два генерала и адъютанты стали хвататься за трубу, вырывая ее один у другого. Все лица вдруг изменились, и на всех выразился ужас. Французов предполагали за две версты от нас, а они явились вдруг, неожиданно перед нами.
– Это неприятель?… Нет!… Да, смотрите, он… наверное… Что ж это? – послышались голоса.
Князь Андрей простым глазом увидал внизу направо поднимавшуюся навстречу апшеронцам густую колонну французов, не дальше пятисот шагов от того места, где стоял Кутузов.
«Вот она, наступила решительная минута! Дошло до меня дело», подумал князь Андрей, и ударив лошадь, подъехал к Кутузову. «Надо остановить апшеронцев, – закричал он, – ваше высокопревосходительство!» Но в тот же миг всё застлалось дымом, раздалась близкая стрельба, и наивно испуганный голос в двух шагах от князя Андрея закричал: «ну, братцы, шабаш!» И как будто голос этот был команда. По этому голосу всё бросилось бежать.
Смешанные, всё увеличивающиеся толпы бежали назад к тому месту, где пять минут тому назад войска проходили мимо императоров. Не только трудно было остановить эту толпу, но невозможно было самим не податься назад вместе с толпой.
Болконский только старался не отставать от нее и оглядывался, недоумевая и не в силах понять того, что делалось перед ним. Несвицкий с озлобленным видом, красный и на себя не похожий, кричал Кутузову, что ежели он не уедет сейчас, он будет взят в плен наверное. Кутузов стоял на том же месте и, не отвечая, доставал платок. Из щеки его текла кровь. Князь Андрей протеснился до него.
– Вы ранены? – спросил он, едва удерживая дрожание нижней челюсти.
– Раны не здесь, а вот где! – сказал Кутузов, прижимая платок к раненой щеке и указывая на бегущих. – Остановите их! – крикнул он и в то же время, вероятно убедясь, что невозможно было их остановить, ударил лошадь и поехал вправо.
Вновь нахлынувшая толпа бегущих захватила его с собой и повлекла назад.
Войска бежали такой густой толпой, что, раз попавши в середину толпы, трудно было из нее выбраться. Кто кричал: «Пошел! что замешкался?» Кто тут же, оборачиваясь, стрелял в воздух; кто бил лошадь, на которой ехал сам Кутузов. С величайшим усилием выбравшись из потока толпы влево, Кутузов со свитой, уменьшенной более чем вдвое, поехал на звуки близких орудийных выстрелов. Выбравшись из толпы бегущих, князь Андрей, стараясь не отставать от Кутузова, увидал на спуске горы, в дыму, еще стрелявшую русскую батарею и подбегающих к ней французов. Повыше стояла русская пехота, не двигаясь ни вперед на помощь батарее, ни назад по одному направлению с бегущими. Генерал верхом отделился от этой пехоты и подъехал к Кутузову. Из свиты Кутузова осталось только четыре человека. Все были бледны и молча переглядывались.
– Остановите этих мерзавцев! – задыхаясь, проговорил Кутузов полковому командиру, указывая на бегущих; но в то же мгновение, как будто в наказание за эти слова, как рой птичек, со свистом пролетели пули по полку и свите Кутузова.
Французы атаковали батарею и, увидав Кутузова, выстрелили по нем. С этим залпом полковой командир схватился за ногу; упало несколько солдат, и подпрапорщик, стоявший с знаменем, выпустил его из рук; знамя зашаталось и упало, задержавшись на ружьях соседних солдат.
Солдаты без команды стали стрелять.
– Ооох! – с выражением отчаяния промычал Кутузов и оглянулся. – Болконский, – прошептал он дрожащим от сознания своего старческого бессилия голосом. – Болконский, – прошептал он, указывая на расстроенный батальон и на неприятеля, – что ж это?
Но прежде чем он договорил эти слова, князь Андрей, чувствуя слезы стыда и злобы, подступавшие ему к горлу, уже соскакивал с лошади и бежал к знамени.
– Ребята, вперед! – крикнул он детски пронзительно.
«Вот оно!» думал князь Андрей, схватив древко знамени и с наслаждением слыша свист пуль, очевидно, направленных именно против него. Несколько солдат упало.

ООО «ТРЭИ ГмбХ», г. Пенза

В статье рассматривается автоматизированная система диспетчерского управления процессами распределения электроэнергии в электрической сети на АО «УК ТМК» с помощью мнемосхем. Подробно представлена структура системы и основные технические решения.

Энергетика — одна из стратегически важных отраслей нашей промышленности, основа экономической независимости и безопасности страны. Сегодня энергетика находится на пороге преобразований. В связи с этим эффективное управление энергетическими мощностями и распределением энергии имеет очень большое значение. Повышение эффективности работы генерирующих мощностей, а также установление оптимальных режимов распределения имеют большое значение и позволяют снизить стоимость энергии, а также получить максимальный сбыт продукции. В такой ситуации одним из приоритетных направлений совершенствования режимов управления объектами энергетики является построение современных автоматизированных систем управления производственными процессами (АСУ ТП). На многих предприятиях внедряются системы, позволяющие оперативно управлять энергетическими мощностями.

Разрабатываемая в настоящее время в Казахстане (г. Усть-Каменогорск) автоматизированная система диспетчерского управления электроснабжением АО «УК ТМК» с помощью мнемосхемы (сокращенное название АСДУЭ) является подобной системой эффективного управления.

Разрабатываемая система диспетчерского управления электроснабжением создается в целях повышения оперативности управления процессами распределения электроэнергии в электрической сети, сокращения времени на восстановление электроснабжения потребителей комбината после аварийных отключений, повышения производительности труда оперативного персонала в плановых работах и обеспечивает:

Отражение действительного положения масляных и вакуумных выключателей системы энергоснабжения комбината на мнемосхеме и АРМ диспетчера;

Виртуальное управление символами разъединителей, выключателей нагрузки, отделителей, короткозамыкателей на мнемосхеме и АРМ диспетчера с фиксацией времени и основания их коммутации;

Управление символами заземления линий и электрооборудования на мнемосхеме и АРМ диспетчера с фиксацией времени и основания их коммутации;

Контроль потребляемого тока на вводных ячейках и отходящих линиях на АРМ диспетчера;

Дистанционное управление масляными и вакуумными выключателями на объектах комбината с АРМ диспетчера;

Предупредительную и аварийную сигнализацию с объектов: обобщенную, срабатывания АВР, АПВ, отображение сработки электрических защит;

Отображение информации об аварийном отключении выключателя на АРМ диспетчера;

Сохранность в течение месяца всех событий на мнемосхеме и времени фиксации с возможностью вывода на печать;

Запись и сохранность в течение месяца оперативных телефонных переговоров диспетчера по каждой линии с фиксацией времени и с возможностью вывода на печать;

Визуализацию схемы электрической сети комбината и основных контролируемых параметров на мнемосхеме коллективного пользования.

Рис. 1. Трехуровневая система АСДУЭ

Структура системы

Электрическая сеть комбината представляет собой территориально распределенную структуру, состоящую из станций и подстанций с электрооборудованием, установленным в помещениях, а также на открытых распределительных устройствах. В основу построения АСДУЭ заложен принцип построения логической части на основе программируемой логики, то есть для реализации алгоритма управления, измерения и контроля используется программируемый контроллер TREI-5B-02. Запрограммированная логика алгоритма реализуется путем опроса фактического состояния входных сигналов, сравнения значений этих параметров с заданными в программе и при подтверждении диспетчером выполняемых действий выдачей управляющих выходных сигналов.

По своей архитектуре АСДУЭ представляет собой трехуровневую распределенную вычислительную систему с разделением по выполняемым функциям (рис 1).

Первым уровнем иерархии являются средства контрольно измерительных приборов, установленных непосредственно на локальных объектах электрической сети комбината, входящих в структуру данного проекта.

Второй уровень иерархии образуют контроллеры. Для этого уровня характерна географическая и функциональная распределенность аппаратных средств.

Третий уровень - уровень ОДС (оперативно-диспетчерская служба, автоматизированные рабочие места диспетчера, оперативного и управленческого персонала). Он строится на основе клиент-серверных технологий.

Рис. 2. Комплекс технических средств

Состав системы

В соответствии с назначением АСДУЭ в своем составе содержит:

Информационно-управляющую систему электрической сети комбината;

Мнемосхему коллективного пользования диспетчера комбината по электроснабжению.

Основными задачами, которые ставятся перед системой АСДУЭ, являются контроль действительного положения масляных и вакуумных выключателей ВМ (426 точек), контроль срабатывания устройств защиты, контроль потребляемого тока, управление символами электроаппаратов на мнемосхеме. Обеспечение требуемой надежности функционирования системы (резервирование мастер-модулей, возможность перехода с дистанционного управления на местное). Возможность замены модулей контроллера без остановки работы системы. Программно-аппаратная диагностика контроллера и входных сигналов. Наращивание функциональных возможностей системы с наименьшими затратами за счет применения единой серии контроллеров. Отображение фактической оперативной и архивной информации на общей мнемосхеме, мнемосхемах локальных объектов, трендах реального времени и трендах истории, печатных отчетах. Предлагаемые технические решения обеспечивают интеграцию АСДУЭ как составной части в общую сеть комбината.

АСДУЭ представляет собой набор шкафов управления и вспомогательного оборудования, а именно:

Шкафы с микропроцессорными контроллерами, предназначены для сбора и обработки информации от структурных элементов электрической сети комбината и дистанционного управления коммутационными электроаппаратами (ВМ) с автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера;

Шкафы с устройствами связи с объектами (УСО), являются физическим и логическим продолжением шкафов микропроцессорных контроллеров с осуществлением аналогичных функций управления, измерения и контроля;

Шкафы с силовыми реле и преобразователями тока, предназначены для подключения к высоковольтным ячейкам с целью обеспечения управления масляными выключателями ячеек от микропроцессорных контроллеров и УСО, а также выдачи на контроллеры сигналов измеряемых токов;

Шкаф локального сервера ЛВС, предназначен для сбора информации от системных микропроцессорных контроллеров и последующего предоставления информации о состоянии, выполнении управляющих воздействий и неисправности технологического оборудования электрической сети комбината на мнемосхеме и АРМ диспетчера. Локальный сервер подключается к общей компьютерной сети комбината для просмотра технологической информации на удаленных компьютерах и сохранения архивной базы данных с глубиной 1 год на общем сервере комбината.

В состав шкафа локального сервера входят системы:

Автоматической цифровой записи аудиоинформации «СПРУТ-7А-7», позволяющей записывать аудиоинформацию от аналогово-цифровых каналов связи и регистрацию входящих (функция АОН) и исходящих номеров, даты, времени и длительности сеанса связи;

Контроллер системы отображения видеоинформации PLI 8-16, формирует для нее полиэкранное изображение и управляет работой всего комплекса оборудования системы отображения.

Система отображения видеоинформации на базе четырех видеокубов SYNELEC C50X-BB-SL с диагональю 50’’ предназначена для визуализации (отображения) фактической конфигурации электрической сети комбината, оперативной информации в режиме реального времени, а именно:

Потребление тока основными потребителями комбината;

Состояние коммутационных аппаратов электрической сети;

Отображение процесса выполнения оперативных переключений оперативным персоналом (диспетчер, дежурный);

Отображение аварийных ситуаций, возникающих в электрической сети;

Контроль вывода в ремонт, и подготовку оборудования к ремонту;

Контроль стационарных и переносных заземлений.

Программное обеспечение верхнего уровня реализовано: iFIX Plus SCADA Pack Server Version 3.0 (количество точек не ограничено), iFIX Standard HMI Pack Runtime Version 3.0 (количество точек не ограничено), iFIX iClient Runtime Version 3.0, OPC сервер Nautsilus (USB). На контроллере видеокубов установлено ПО Windows 2000, SP3, на сервере Windows SERVER 2000, на автоматизированных рабочих местах Windows XP Pro, Sp2.

Основные технические решения

Укрупненная схема комплекса технических средств

Как уже упоминалось, АСДУЭ представляет собой трехуровневую распределенную систему. Второй уровень АСДУЭ обеспечивает выполнение функций: автоматизированного управления исполнительными механизмами масляных выключателей ВМ; первичной обработки и нормализации сигналов от измерительных трансформаторов тока, он строится на основе контроллеров Trei-5B-02 фирмы ООО «ТРЕИ ГМБХ», г. Пенза, Лицензия №19-02. Верхний уровень реализует функции человеко-машинного интерфейса и строится на основе программных продуктов фирмы General Electric. На рис. 2 приведена укрупненная схема комплекса технических средств АСДУЭ. Как можно видеть из схемы, Система управления имеет распределенную структуру и состоит из:

Мнемосхемы коллективного пользования диспетчера комбината по электроснабжению;

Локального сервера;

Станции диспетчера и инжиниринга (АРМ 1 и 2);

Системных контроллеров ШК1-ШКn.., входящих в их состав удаленных УСО и шкафов с силовыми реле и преобразователями тока. Связь между контроллерами осуществляется по Ethernet 100 мб/с, что обеспечивает высокую скорость обмена для получения необходимой информации.

Главный контроллер и SCADA iFIX Plus Pack Server сообщаются по технологической сети Ethernet 100 Мb. Стабильная работа мнемосхемы коллективного пользования, локального сервера и станций операторов обеспечивается источниками бесперебойного питания установленными в операторской.

Главный контроллер ШК0 отвечает за связь с локальным сервером и контроль за состоянием оборудования электрической сети комбината через опрашиваемые системные контроллеры ШК и входящие в их состав удаленные УСО. Полученные данные главный контроллер передает для отображения на SCADA, а также через него осуществляется супервизорное управление системными контроллерами (изменение уставок, режимов работы, приоритеты). Для повышения надежности работы АСДУЭ, и предотвращения пропадания связи локальных объектов сети с главным контроллером на нем применено резервирование процессорной части и блоков питания. Такая конфигурация позволит увеличить живучесть системы. Структурная схема, показанная на рис. 2, дает представление о распределении технических средств на объектах электрической сети комбината. В данном случае, применение протокола RS-485 (STBUS) и Ethernet дает возможность наращивания системы и экономии за счет кабельной продукции при подключении удаленных объектов. Сервер выполняет функции сбора, хранения, архивирования и выдачу оперативных данных. Станция оператора предусматривает дистанционное (супервизорное) управление коммутационными электроаппаратами ВМ. Выбор SCADA iFIX облегчает интеграцию строящейся АСУ ТП с имеющимися средствами автоматизации. При необходимости возможна передача технологических данных на общий сервер комбината. Хранение технологических уставок осуществляется в энергонезависимой памяти контроллера, что позволяет сохранять работоспособность системы при отказе или отсутствии связи с локальным сервером.

Данная конфигурация системы позволяет: уменьшить время восстановления работоспособности системы за счет модульности (модули-мезонины) и быстрой заменяемости ее элементов. Замена отдельного вышедшего из строя модуля или контрольно измерительного прибора может осуществляться без остановки работы системы; обеспечить хорошие показатели надежности за счет резервирования и дублирования наиболее значимых компонентов системы. В частности, при выходе из строя одного из мастер-модулей или при пропадании связи с одним из них будет осуществлен переход на резервный.

Краткое описание

технических компонентов

Микропроцессорный

контроллер

Устройство TREI-5B-02 предназначено для локальных и распределенных систем автоматического контроля и управления технологическими процессами на промышленных предприятиях с нормальным и взрывоопасным производством.

Изделие имеет сертификат об утверждении типа средств измерений № 2641 (Казахстанский № 1503), TUV сертификат, разрешение на выпуск и применение №507-ЭВ-1Я1, производитель имеет сертификат соответствия системе менеджмента качества ISO 9001 №РОСС RU. ИС50.К00019. Последовательный интерфейс на базе RS-485 и широкая номенклатура модулей ввода/вывода позволяют создавать распределенные, многоуровневые и многофункциональные системы. Единый коммуникационный протокол ST-BUS упрощает программирование и сбор информации с каналов ввода/вывода. Все структуры входных и выходных данных унифицированы. Процессорная часть контроллера - это РС совместимый компьютер с необходимым набором внешних устройств. Операционная система реального времени QNX и среда разработки IsaGraf. За основу конструкции контроллера TREI-5B-02 принят формат «3 U Евромеханика». Корпус имеет открытое или закрытое исполнение, при необходимости с креплением на DIN-рейку. Модули с размером печатных плат 100x160 мм имеют на лицевой панели световую индикацию и 48-контактный разъем сзади для подключения питания, последовательного интерфейса и каналов ввода/вывода. Базовым интерфейсом контроллера является последовательный интерфейс ST-BUS на базе RS485, что позволяет создавать распределенные системы протяженностью физической линии без повторителей до 1200 м. Максимальная скорость интерфейса до 1,25 Mbod. Модули ввода/вывода имеют свой Pic-процессор, могут работать автономно. Сбор информации по коммуникационному протоколу ST-BUS от модулей ввода/вывода осуществляет мастер-модуль М701Е или промышленный компьютер с последовательным интерфейсом RS485. Номенклатура модулей ввода/вывода позволяет создавать многоканальные и многофункциональные системы. Универсальный модуль, комплектуемый мезонин-модулями серии TREI-5, имеет полный набор подключаемых устройств. Многоканальные однотипные модули дискретного и аналогового ввода/вывода, импульсного ввода предоставляют до 4000 каналов на один мастер-модуль.

Мастер-модуль выполняет основные вычислительные функции контроллера.

В своем составе он содержит:

Базовую плату мастер-модуля;

Процессорный модуль с процессором Pentium;

Плату коммуникационного адаптера Ethernet 10/100;

Гальванически развязанные порты RS485;

Контроллер шины ST BUS;

Энергонезависимое статическое ОЗУ;

Flash-диск;

ИК-порт;

Сторожевой таймер.

В шасси устанавливается следующие модули ввода/вывода (все модули ввода/вывода общепромышленного исполнения):

Модуль ION M732U - универсальный 8-канальный модуль ввода/вывода.

Конкретный тип канала задается установленным мезонином. Мезонин представляет собой монтируемый на модуль блок первичного преобразования сигнала. Применяются мезонины типа IDIG-24VDC, используемые для подключения дискретных сигналов 24VDC, и мезонины IANS 0-20 мА для подключения входных аналоговых сигналов 0-20 мА;

Модули M754D - 32 входных дискретных канала 24VDC;

Модули M754O - 32 выходных дискретных канала 24VDC;

Модули M743D - 16 входных дискретных канала 24VDC;

Модули M743O - 16 выходных дискретных канала 24VDC.

Все каналы изолированы. Кроме модулей ввода/вывода и мастер-модуля в шасси устанавливается модуль питания Р701 А, мощностью 40 Вт и обеспечивающий питание элементов контроллера. Для мезонинов аналогового ввода основная приведенная погрешность не превышает 0,025%. Для мезонинов аналогового вывода основная приведенная погрешность не превышает 0,1%. Преобразование осуществляется 16-разрядным ЦАП. Подробное описание модулей представлено на сайте фирмы TREI-GmbH.

Система отображения видеоинформации

В предлагаемом решении используются проекторы, построенные по технологии DLP™ от Texas Instruments. Технология DLP™ является стандартом «де- факто» в области видеостен благодаря отсутствию эффекта «выгорания» пикселей, свойственному плазменным панелям. Заявленная производителем наработка на отказ DLP проектора составляет не менее 100 000 часов (более 10 лет непрерывной работы). Предлагаемое решение базируется на XGA (1024х768) видеокубах Clarity-Synelec. Видеокубы имеют встроенный процессор, позволяющий обрабатывать поток цифровой информации со скоростью до 16 000 Мб/с, что в десятки раз больше быстродействия аналогичных систем. В отличие от встроенных сплиттеров - простых разделителей входящего сигнала, видеокубы Clarity-Synelec являются полноценным многоканальным цифровым процессором. Два входа DVI позволяют одновременно и независимо отображать два масштабируемых и перемещаемых информационных окна. Наличие независимых двух входов у видеокуба обеспечивает высокую надежность оборудования: при выходе из строя одного канала обработки видеоинформации второй канал остается работоспособным. Для получения наивысшего качества изображения в видеокубах Synelec применяются сверхчерные антибликовые просветные экраны. На сегодняшний день они являются наиболее качественными и высокотехнологичными просветными экранами на мировом рынке. Эти экраны предлагаются компанией Clarity-Synelec при самых высоких требованиях к качеству изображения (к графическому разрешению, четкости, контрастности). Они характеризуются широким сектором обзора и отсутствием бликов даже при сильной засветке посторонними источниками света (сверхчерный экран поглощает 99,5% света от внешних источников). По своим свойствам экраны обеспечивают практическое отсутствие межэкранных зазоров, а, следовательно, и наиболее комфортные условия наблюдения. Микроскопические оптические элементы обеспечивают высокую равномерность яркости на всей поверхности экрана, Широкий угол обзора: 180 градусов - по горизонтали, 180 градусов - по вертикали. Обеспечение наилучшей четкости и контрастности при отображении сигнала с высоким графическим разрешением обеспечивает возможность эффективной очистки загрязнений (большинство линзово-растровых оптических просветных экранов имеют микролинзовую наружную поверхность и позволяют очищать загрязнения только с помощью сжатого воздуха. Экраны имеют гладкую защитную наружную поверхность, допускающую эффективное очищение). Контроллер видеостены, сетевой контроллер PLI 8-16,- это мощная управляющая система для отображения в реальном масштабе времени насыщенной компьютерной графики и видеоизображений. В нем сочетаются современная аппаратная платформа и программное обеспечение, гарантирующие высокую производительность, надежность и удобство использования.

Видеостена может объединять в себе до 80 видеокубов. Контроллер PLI 8-16 формирует для нее полиэкранное изображение и управляет работой всего комплекса оборудования системы отображения. Благодаря особенностям архитектуры контроллера оцифровка и отображение видеоисточников происходит в режиме реального времени без загрузки центрального процессора и без потерь информации.

Контроллер использует самые передовые технологии и протоколы. В качестве интерфейса для передачи отображаемой информации выбран цифровой протокол DVI. Такое решение позволило избавиться от шумов, помех, частотных и фазовых искажений сигнала, характерных для аналоговых каналов передачи данных. Благодаря отсутствию в системе аналоговых каналов передачи информации изображение отличается превосходным качеством и стабильностью.

Контроллер PLI 8-16 позволяет запустить любое приложение из сети отображая его в окне либо на всем полиэкране, то есть так, как того требует сценарий отображения. Приложения из сети под управлением UNIX также могут быть запущены и продемонстрированы на полиэкране аналогичным образом. Количество окон с приложениями практически не ограничено. Каждое окно можно масштабировать, перемещать по экрану видеостены или увеличивать до размеров всего экрана. Контроллер прост в эксплуатации и не требует от оператора, знакомого с работой ОС Windows, каких-либо особых навыков. Отличительными особенностями контроллера PLI 8-16 являются:

Модернизированная аппаратная платформа, позволяющая строить полиэкраны размером до 80 видеокубов при использовании одного контроллера PLI. При использовании более сложных конфигураций размер видеостены не ограничен;

Высокопроизводительные графические процессоры с цифровыми выходами, обеспечивающими отображение сигнала без шумов, искажений и помех;

Возможность работы под управлением ОС Windows и Linux. Кроссплатформное программное обеспечение позволяет использовать контроллер как в сетях Windows и Unix, так и в смешанных сетях;

Универсальность и многозадачность. Контроллер может одновременно исполнять пользовательские приложения, оцифровывать видеосигналы, импортировать информацию из локальной вычислительной сети и отображать результаты работы на видеостене в виде свободно перемещаемых и масштабируемых окон;

Гибкость и масштабируемость. Контроллер легко перенастраивается для решения разнообразных задач и наращивается при необходимости расширить функциональность системы или размер полиэкрана. Промышленное исполнение контроллера позволяет устанавливать его в стандартный 19’’ рэковый шкаф, который обеспечивает повышенную помехозащищенность и улучшенную вентиляцию компьютерных компонентов.

Сетевой контроллер Clarity-Synelec PLI 8-16 позволяет:

Суммировать разрешения отдельных видеокубов, обеспечивая чрезвычайно высокое графическое разрешение полиэкрана (например, для видеостены в конфигурации 2х2 видеокубов разрешение полиэкрана составляет 1536х2048 точек);

Работать под управлением ОС Windows и Linux;

Исполнять локальные программы (например, используемые заказчиком SCADA-приложения);

Работать с сетевыми базами данных;

Отображать на видеостене копии окон сетевых приложений или копии мониторов сетевых рабочих станций;

Работать с любым изображением, как с обычным окном Windows: перемещать, масштабировать, сворачивать или разворачивать вплоть до размера всего полиэкрана;

Управлять сценариями отображения (в том числе с удаленных рабочих станций);

Формировать, сохранять и вызывать сценарии, требуемые для отображения в данный период времени (например, при разных оперативных ситуациях нормальная/аварийная);

Производить автоматический мониторинг оборудования с отображением состояния устройств (в том числе на удаленных рабочих станциях);

Формировать сообщения об ошибках, сбоях и неисправностях, производить заранее заданные действия, соответствующие каждой описанной проблеме (изменять сценарий, выключать и включать лампы и др.);

Отслеживать заданные сообщения в компьютерной сети и в последовательных портах, производить заранее заданные действия, соответствующие каждому описанному сообщению (часть искомого сообщения может использоваться в качестве переменной для выполняемого действия);

Производить заданные действия по расписанию (для каждого действия можно установить: время суток, дни недели, даты);

Сохранять в виде файла мгновенный «снимок» изображения на всем полиэкране.

Рис. Взаимодействие логических подсистем в момент генерации рисунка

Краткое описание программных компонентов

Как уже упоминалось выше, контроллер TREI-5В-02 является PC совместимым программируемым логическим контроллером. Этот контроллер работает под управлением операционной системы QNX. Архитектура этой операционной системы спроектирована специальным образом для применения в системах реального времени, что делает ее наиболее оптимальной для применения в качестве операционной системы контроллеров. Образ операционной системы и необходимые контроллеру файлы располагаются на flash-диске или disk-on-chip. На контроллере запущена целевая задача ISaGRAF, которая осуществляет опрос модулей ввода/вывода, выполняет алгоритмы. Целевая задача использует конфигурационный файл, содержащий описание алгоритмов и описание аппаратной конфигурации контроллера. Конфигурационный файл готовится с помощью программного пакета ISaGRAF. ISaGRAF инструментальная CASE система для технологического программирования контроллеров. Разработка фирмы CJ International. ISaGRAF - это полная поддержка всех языков стандарта IEC 1131 3. Среда разработки предоставляет полный набор средств для интерактивного создания программ, их эффективной отладки, документирования и архивации проектов.

Верхний уровень АСУ ТП строится на базе SCADА пакета iFIX фирмы General Electric. Данный программный пакет включает в себя как средства обработки, накопления и отображения информации, так и средства конфигурирования, позволяющие настроить компоненты системы в соответствии с требованиями конкретного объекта. Связь между контроллером и SCADA-системой обеспечивается с помощью ОРС-сервера фирмы Nautsilus, в качестве среды используется витая пара, транспортным протоколом является Ethernet.

Специализированное программное обеспечение

Для контроллера PLI 8-16 поставляется специализированный программный пакет Com.Base, представляющий собой интегрированную многопользовательскую систему управления оборудованием видеостены и процессом отображения информации. Com.Base разработан компанией Synelec Telecom Multimedia в качестве универсального программного комплекса, предоставляющего единый удобный и понятный пользовательский интерфейс для автоматизированного управления всем многообразием оборудования и процессов, присущих профессиональным системам отображения. Архитектура контроллера и программное обеспечение обеспечивают беспроблемную интеграцию в существующую вычислительную сеть. Использование TCP/IP в качестве основного протокола общения всеми устройствами и модулями системы позволяет производить удаленную диагностику и администрирование системы, в том числе - через Интернет. Для удаленного управления сетью или хост-компьютерами и разделения сетевых ресурсов может быть установлено дополнительное программное обеспечение. Полнофункциональный программный продукт Com.Base компании Synelec предоставляет диспетчеру всеобъемлющий набор средств управления видеостеной. Благодаря своей простоте и дружественному пользовательскому интерфейсу Com.Base обеспечивает эффективный контроль за системой на трех основных этапах работы системы: а) настройка системы, б) работа системы, в) обслуживание системы.

Рассмотрим взаимодействие основных подсистем в процессе автоматического создания мнемосхемы в среде iFix, находящейся в режиме конфигурирования: дан старт с задачей на построение рисунка, и блок «SOLOMON» начинает свою работу. Его цель - одна из первостепенных: подготовка, контроль и обслуживание основы объектной модели невидимого каркаса будущей схемы. Необходимые потоки данных запрашиваются через посредника связи «HERMES», который, в свою очередь, осуществляет контакт с хранилищем внешней информации посредством подсистемы «DARIUS» поддерживающей множественность и разномастность источников и преобразующей данные к единому внутреннему стандарту. Теперь для освоения нового типа хранилища достаточно, лишь унаследовав шаблон от специализированного класса, наполнить его реализацией доступа и обработки. При необходимости информационные каналы шифруются, дешифруются блоком «ARES». Важную роль здесь играет абстрактная сущность «ProClass», которая и является основным строительным материалом логики объектных конструкций. Ее структура не зашита в код, а динамически формируется с применением паттерна абстрактной фабрики и файлов инициализации, реализуя, конкретные потомки. Таким образом, появляется возможность вносить изменения в классы в не поля кода программы. Акцент сделан на двух составляющих - выделена логика (смысловое наполнение объекта) и делегирован набор скриптов, сопоставленных с ней. Создаются объекты, производится их инициализация. В объекты вносятся связи и группировки согласно создаваемой схеме. Опционально разработан механизм автоматической генерации имен тегов, который опирается на логическое положение объекта и его окружение. Как итог, подготавливается коллекция всех объектов задачи в едином хранилище.

Фактически блок «LEONARDO» отрабатывает три режима:

1_Подготовка к применению минимально неделимых графических объектов с точки зрения системы с конечным результатом - библиотекой примитивов («Atoms»). Необходимость этапа, прежде всего, обусловлена идеей ослабления тесной взаимосвязи с используемой SCADA средой.

2_На основании полученной библиотеки графических «атомов» производится построение более сложных сущностей класса «Symbol» - логически законченных образов внешнего вида экземпляров прообъектов. При необходимости происходит активизация их анимации. Каждый вид символа представлен в единственном числе.

3_Используя временное хранилище экземпляров символов и объектное поле, подготовленное блоком «SOLOMON», производится конечное создание элементов мнемосхемы и их размещение на рисунке. Передача информации между блоками и здесь проходит через единый центр. По окончанию вновь созданный рисунок сохраняется и помещается в логическое хранилище визуальных форм, чтобы позже быть использованным подсистемой интерфейса работы с пользователем «MEMPHIS».

Мнемосхема - совокупность сигнальных устройств и сигнальных изображений оборудования и внутренних связей контролируемого объекта, размещаемых на диспетчерских пультах, операторских панелях или выполненных на персональном компьютере. Информация, которая выводится на мнемосхему, может быть представлена в виде аналогового, дискретного и релейного сигнала, а также графически. Наглядно отображая структуру системы, мнемосхема облегчает оператору запоминание схем объектов, взаимосвязь между параметрами, назначение приборов и органов управления. В процессе управления мнемосхема является для оператора важнейшим источником информации о текущем состоянии системы, характере и структуре протекающих в ней процессов, в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т. п.
На мнемосхемах отражается основное оборудование, сигналы, состояние регулирующих органов. Мнемосхемы могут отражать как общую картину состояния системы, технологического процесса, так и состояние отдельных агрегатов, устройств, значения параметров и т. п. Вспомогательный и справочный материал должен быть расположен в дополнительных формах отображения, с возможностями максимально быстрого извлечения этих вспомогательных форм на экран.
Мнемосхемы помогают оператору, работающему в условиях большого количества поступающей информации, облегчить процесс информационного поиска, подчинив его определенной логике, диктуемой реальными связями параметров контролируемого объекта. Они облегчают оператору логическую систематизацию и обработку поступающей информации, помогают осуществлению технической диагностики при отклонениях процесса от нормы, обеспечивают внешнюю опору для выработки оптимальных решений и формирования управляющих воздействий.

Связанные понятия

Мнемони́ческий щи́т (от греч. μνημο – «память») – это диспетчерское оборудование, устройство визуализации информации, предназначенное для оперативного отображения данных о состоянии объекта наблюдения. Представляет собой несущую конструкцию с размещенной на ней схемой объекта диспетчеризации (мнемосхемой).

Подробнее: Мнемощит

Электрóнный индикáтор (лат. indicator - указатель) - это электронное показывающее устройство, предназначенное для визуального контроля за событиями, процессами и сигналами.

Адаптивное управление - совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Подобные системы управления называются адаптивными. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления.

Система сбора данных (ССД; Data acquisition, DAS, DAQ) - комплекс средств, предназначенный для работы совместно с персональным компьютером, либо специализированной ЭВМ и осуществляющий автоматизированный сбор информации о значениях физических параметров в заданных точках объекта исследования с аналоговых и/или цифровых источников сигнала, а также первичную обработку, накопление и передачу данных.

Нейроуправление (англ. Neurocontrol) - частный случай интеллектуального управления, использующий искусственные нейронные сети для решения задач управления динамическими объектами. Нейроуправление находится на стыке таких дисциплин, как искусственный интеллект, нейрофизиология, теория автоматического управления, робототехника. Нейронные сети обладают рядом уникальных свойств, которые делают их мощным инструментом для создания систем управления: способностью к обучению на примерах и обобщению данных...

Система контроля и управления доступом , СКУД (англ. Physical Access Control System, PACS) - совокупность программно-аппаратных технических средств безопасности, имеющих целью ограничение и регистрацию входа-выхода объектов (людей, транспорта) на заданной территории через «точки прохода»: двери, ворота, КПП.

Лампа аварийной сигнализации автомобиля (англ. malfunction indicator lamp - MIL) также известная как Лампа сигнализатора неисправности или Сигнализатор CHECK, является сигнальным устройством передачи статуса ситуации, механизма или системы.

Спектральное уплотнение каналов (англ. wavelength-division multiplexing, сокр. WDM - мультиплексирование с разделением по длине волны) - технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Телемеханика - наука об управлении и контроле на расстоянии с передачей (по каналу связи) кодированных электрических или радиосигналов, несущих управляющую информацию или данные о состоянии контролируемого объекта. Объектами телемеханического управления и контроля могут служить технологические процессы, машины, устройства, биологические системы и др.

Устройством выбора программ называется узел телевизионного приёмника, на который возложены перечисленные ниже задачи...

Сетевая система управления (NCS - Network Control System) - это управляющая система, в которой контуры управления замкнуты через сеть связи. Отличительной чертой NCS является то, что компоненты системы обмениваются сигналами управления и обратной связи через коммуникационную сеть в форме пакетов.

Гибкая производственная система (FMS flexible manufacturing system) - это производственная система, в которой существует определенная гибкость, которая позволяет системе реагировать в случае изменений номенклатуры продукции или технологии, независимо от того, были ли они предсказаны или непредсказуемы.

Устройство связи с объектом (УСО) - это устройство в АСУТП для объединения аналоговых и цифровых параметров реального технологического объекта. Предназначено для ввода сигналов с объекта в автоматизированную систему и вывода сигналов на объект.

Плезиохронная цифровая иерархия (ПЦИ, также PDH от англ. Plesiochronous Digital Hierarchy) - цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Система отслеживания движений головы (жарг. трекер, от англ. to track «отслеживать») - устройство ввода информации для персонального компьютера, преобразующее движения головы пользователя в координаты.

Указатель повреждённого участка (УПУ, ИКЗ - индикатор короткого замыкания, УТКЗ - указатель тока короткого замыкания) - устройство для определения повреждённого участка линии электропередачи и сигнализации о произошедшей аварийной ситуации. В зависимости от назначения и исполнения индикаторы короткого замыкания устанавливаются в ячейку распределительного устройства, на опору воздушной линии электропередачи или непосредственно на фазный провод линии. Кроме того УПУ бывают в переносном исполнении...

Универсальный пульт дистанционного управления (УПДУ) - это разновидность ПДУ, предназначенная для управления несколькими бытовыми устройствами. В отличие от классического ПДУ, поставляемого со многими видами домашней техники, УПДУ является самостоятельным продуктом и приобретается отдельно.

Акустический процессор (англ. "Sound system processor") - электронное устройство или программный комплекс, предназначенный для управления многокомпонентными звукоусилительными системами. Появление этого класса приборов связано с достижениями в разработках техники звукоусиления, где требуется большое количество устройств для корректной маршрутизации сигнала, разделения его по частотным полосам и другой обработки в соответствии с применяемыми акустическими компонентами сложной системы и окружающими...

Операторская панель (Операторная панель, жарг. Панель или англ. HMI, также устар. Пульт оператора) - специализированное вычислительное устройство массового (либо крупносерийного) производства, реализованное в виде промышленного контроллера (а не компьютера), широко использующее человеко-машинный интерфейс для управления операторами отдельными автоматизированными устройствами или целыми технологическими процессами в составе АСУ ТП в рамках промышленной автоматизации.

Машинное зрение - это применение компьютерного зрения для промышленности и производства. В то время как компьютерное зрение - это общий набор методов, позволяющих компьютерам видеть, областью интереса машинного зрения, как инженерного направления, являются цифровые устройства ввода-вывода и компьютерные сети, предназначенные для контроля производственного оборудования, таких как роботы-манипуляторы или аппараты для извлечения бракованной продукции. Машинное зрение является подразделом инженерии...

Спутниковый мониторинг транспорта - система мониторинга подвижных объектов, построенная на основе систем спутниковой навигации, оборудования и технологий сотовой и/или радиосвязи, вычислительной техники и цифровых карт. Спутниковый мониторинг транспорта используется для решения задач транспортной логистики в системах управления перевозками и автоматизированных системах управления автопарком.

Следящая система управления - это система автоматического управления, в которой управляемая величина воспроизводит произвольно изменяющееся задающее воздействие.

Магистральный параллельный интерфейс (МПИ) - стандарт, определяющий набор линий и процедуры обмена процессора и периферийных модулей внутри ЭВМ с применением совмещенной (мультиплексной) шины адреса и данных. Стандарт предусматривает скорость обмена до 5,6 Мбайт/с при разрядности передаваемых данных 8 или 16 бит и разрядности адреса от 16 до 24 бит и был ориентирован на использование в системах малой и средней производительности. Требования стандарта изложены в ОСТ 11.305.903-80 и ГОСТ...

Бортовы́е сре́дства объекти́вного контро́ля (бортовые СОК), также Контрольно-записывающая аппаратура (КЗА) - технические средства, предназначенные для регистрации и сохранения полетной информации, характеризующей условия полёта, действия экипажа и функционирование бортового оборудования. СОК используются для: анализа причин и предупреждения лётных происшествий; технической диагностики бортового оборудования и прогнозирования его технического состояния; оценки действий летного состава при выполнении...

Выключение, шатдаун (от англ. shutdown) - операция штатного или аварийного прекращения работы вычислительной системы, а также операции, предшествующие ей.

Связь через ЛЭП, PLC (англ. Power line communication) - термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines - широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 500 Мбит/с, и NPL (англ...

Технологии защиты телефонных переговоров - методы и средства защиты, направленные на обеспечение конфиденциальности обмена информацией между абонентами. Контроль телефонных переговоров остается одним из наиболее распространенных видов промышленного шпионажа и действий преступных элементов. Причины просты - низкий уровень затрат и риск реализации угроз, необязательность захода в контролируемое помещение, разнообразие способов и мест съёма информации и пр. Контролировать телефонные разговоры можно...

Видеостена (англ. Video wall) - это система видеоотображающих устройств (проекционные видеокубы, плазменные или ЖК-дисплеи), которые объединены между собой и формируют единый экран, позволяющий воспроизводить в многооконном режиме большие объёмы информации из разных источников. Большое количество источников видеосигнала очень важно при использовании системы для оперативного принятия решений. Для сравнения - традиционный проектор может использовать, максимум, три источника.

Система передачи информации космического аппарата - совокупность программных и аппаратных средств, позволяющих передавать информацию между космическим аппаратом (КА) и центром управления полётом этого космического аппарата.

Показывающее устройство (англ. indicating device) - совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин.

Техническая система - искусственно созданная система, предназначенная для удовлетворения определенной потребности, существующая 1) как изделие производства, 2) как устройство, потенциально готовое совершить полезный эффект, 3) как процесс взаимодействия с компонентами окружающей среды, в результате которого образуется полезный эффект.

Мониторинг - система постоянного наблюдения за явлениями и процессами, проходящими в окружающей среде и обществе, результаты которого служат для обоснования...

Программи́руемая по́льзователем ве́нтильная ма́трица (ППВМ, англ. field-programmable gate array, FPGA) - полупроводниковое устройство, которое может быть сконфигурировано производителем или разработчиком после изготовления; отсюда название: «программируемая пользователем». ППВМ программируются путём изменения логики работы принципиальной схемы, например, с помощью исходного кода на языке проектирования (типа VHDL), на котором можно описать эту логику работы микросхемы. ППВМ является одной из архитектурных...

Сигнализация по выделенному каналу (англ. Channel-associated signaling), также известная как «сигнализация на транк» (англ. per-trunk signaling) - вид сигналов в цифровой связи. Как и большинство методов передачи сигналов электросвязи им используется информация о маршрутизации для направления полезной нагрузки из голоса или данных к пункту назначения. При данном типе сигналов, информация о маршрутизации кодируется и передаётся в том же канале, что и полезная нагрузка. Эта информация может быть передана...

Систе́ма управле́ния - систематизированный (строго определённый) набор средств сбора сведений о подконтрольном объекте и средств воздействия на его поведение, предназначенный для достижения определённых целей. Объектом системы управления могут быть как технические объекты, так и люди. Объект системы управления может состоять из других объектов, которые могут иметь постоянную структуру взаимосвязей.

Позиционный трекинг (англ. positional tracking) - одна из технологий виртуальной реальности, лежащая в основе взаимодействия человека с виртуальным миром. Предназначена для определения позиции и ориентации реального объекта (например, руки, головы или специального устройства) в виртуальной среде с помощью нескольких степеней свободы. Как правило, трёх координат его расположения (x, y, z) и трёх углов, задающих его ориентацию в пространстве («крен», «тангаж», «рыскание» или углы Эйлера). Определение...

Телеметрия , телеизмерение (от др.-греч. τῆλε «далеко» + μέτρεω - «измеряю») - информация о значениях измеряемых параметров (напряжения, тока, давления, температуры и т. п.) контролируемых и управляемых объектов методами и средствами телемеханики. Термин образован от греческих корней «теле» - «удалённый» и «метрон» - «измерение». Хотя сам термин в большинстве случаев относится к механизмам беспроводной передачи информации (например, используя радио или инфракрасные системы) он также заключает в себе...

Релейная защита - комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы.

Страница 15 из 20

Оборудование завода «Электропульт».

Секционные мозаичные диспетчерские щиты завода «Электропульт» в основном служат для размещения мнемонических схем электроэнергетических объектов (электростанций, подстанций, линий электропередачи).
По способу воспроизведения информации на мнемосхеме щиты изготавливаются мимическими и световыми. На мнемосхемах мимических щитов положение отдельных коммутационных аппаратов контролируемых объектов (масляных выключателей, автоматов, разъединителей и т. п.) воспроизводится положением аппарата (ключа) - символа на щите. При поступлении через устройство телемеханики сигнала несоответствия между действительным положением коммутационного аппарата и символа на щите, в последнем загорается сигнальная лампа. При приведении диспетчером символа в положение соответствия эта лампа гаснет. Под световыми понимаются щиты, на мнемосхемах которых положение коммутационных аппаратов контролируемых объектов воспроизводится загоранием сигнальных ламп различного цвета. Как уже отмечалось, фасадное поле щита состоит из съемных элементов размером 40X 40 мм, выполненных из пластмассы.
По конструктивному исполнению съемные элементы делятся на два основных вида:
элементы, предназначенные для нанесения на их лицевые поверхности условных обозначений шин, линий, трансформаторов и т. п., а также элементы без обозначений, предназначенные для заполнения свободных полей щита;
элементы, предназначенные для утопленного монтажа мимических или светящихся символов оборудования, ключей и кнопок управления, арматур сигнальных ламп и т. п.
Для крепления на перфорированных платах элементов первого вида в их конструкции предусмотрены две защелки и два фиксирующих выступа, выполненные из материала элемента (рис. 29).
В элементах второго вида (рис. 30) защелки и фиксирующие выступы отсутствуют. Крепление этих элементов на перфорированных платах осуществляется при помощи крепежных скоб, относящихся к монтируемой аппаратуре, и специальных" шайб прямоугольной формы.
Принятый способ крепления съемных элементов обеспечивает возможность их быстрой установки или замены на панелях щитов без применения специального инструмента.

Рис. 29. Общий вид и крепление элементов без встроенной аппаратуры мозаичного щита завода «Электропульт».
Для обозначения на мнемосхемах операций вывода оборудования в ремонт, отключения защиты, наложения защитного заземления и т. п. на лицевых сторонах съемных элементов второго вида предусмотрены отверстия, допускающие навешивание флажков с соответствующими предупредительными знаками.

Рис. 30. Общин вид и крепление элементов со встроенной аппаратурой мозаичного щита завода «Электропульт».

Мнемонические обозначения участков схем и оборудования на съемных элементах, за исключением символов генераторов, выключателей и разъединителей, выполняются накладными из алюминия толщиной 1,5 мм. Для условного обозначения ступеней напряжения все элементы мнемосхем окрашиваются эмалями различных цветов. Разного рода надписи и буквенно-цифровые обозначения в мнемонических схемах выполняются либо накладными цифрами и буквами высотой 25 мм (два знака на элементе), либо способом гравировки непосредственно на лицевой стороне съемных элементов цифр и букв высотой 12 (четыре знака на элементе в два ряда) или 8 мм (шесть знаков на элементе в три ряда). На рис. 31 показана для примера мнемосхема подстанции, выполненная на мозаичных элементах завода «Электропульт».
Основными коммутационными аппаратами, устанавливаемыми в мнемосхемы диспетчерского щита, являются символы типов СВМ-1 и СВМ-2, двухпозиционные арретирные и безарретирные ключи типов KTC-I.
КТС-И, KT-I, кт II и кнт.
Символы типа СВМ позволяют мимически отображать в мнемосхемах состояние выключателя (включен или отключен) и оптически воспроизводить сигналы, поступающие через устройство ТУ - ТС, о несоответствии позиции мимического указателя символа действительной позиции выключателя и нарушениях режима на КП.

Рнс. 31. Мнемосхема подстанции на элементах мозаичного щита завода «Электропульт».

В положении «Включено» (рис. 32) поворотный указатель символа СВМ поднят. Цвет его совпадает с цветом символов шин или линий. При опущенном поворотном указателе цвет символа отличается от цвета указанных символов.
Ключи типа КТС используются как в качестве символа (аналогично СВМ), так и в качестве переключателя различных электрических цепей в схемах телеуправления и телесигнализации.
Ключи типа КТ, отличающиеся от ключей типа КТС отсутствием встроенной сигнальной лампы, используются в цепях телемеханики, где не требуется оптической сигнализации несоответствия, например в цепях включения и отключения телемеханического устройства. Ключи типа KHT-I представляют собой двухпозиционное переключающее устройство с возвратным приводом кнопочного типа. Они используются в общих цепях телемеханики и как индивидуальные ключи вызова телеизмерения.
На рис. 33 для примера показаны монтажные изображения контактных групп телемеханических ключей, номер которых соответствует заводскому номеру контактной группы. При этом на рис. 33,а показан пример изображения ключа, такого, как KTC-I или KTC-II с встроенной лампой, а на рис. 33, б - без встроенной лампы, например для ключей KT-I, KT-II или KHT-I. Расположение контактных групп на рисунке показано с монтажной стороны.
Контакты этих ключей рассчитаны на длительное прохождение и разрыв тока 0,25 А при напряжении 60 В, а встроенные коммутаторные лампы типа КМ - на напряжение 24, 48 и 60 В.

Оборудование завода «Промавтоматика».

Секционные мозаичные диспетчерские Щиты завода «Промавтоматика» служат для размещения на них мнемонических схем любых энергетических объектов, технологических линий, трубопроводов и т. п.

Рис. 32. Символ типа СВМ телесигнализации двухпозиционного объекта.
На секционном диспетчерском щите типа ШДСМ-1 мнемосхема воспроизводится по принципу мимического щита.
Элементы мнемосхемы изготавливаются из листового органического стекла, окрашиваются нитроэмалями соответствующих цветов и наклеиваются на мозаичные элементы щита. Каждый мозаичный элемент с наклеенным на него участком мнемосхемы можно вынуть из ячейки без нарушения всей мнемосхемы.
Надписи на щите выполняются пластмассовыми буквами и цифрами белого цвета высотой 16 и 32 мм, которые наклеиваются на мозаичные элементы.

Рис. 33. Монтажное изображение телемеханических ключей.
а -со светящейся рукояткой; б -без светящейся рукоятки.

Мелкие надписи выполняются гравировкой на пластмассовых шильдиках, размеры которых не должны превышать размеров съемного мозаичного элемента.
На рис. 34 показана для примера мнемосхема насосной станции, выполненная на мозаичных элементах завода «Промавтоматика».
В мозаичные элементы может встраиваться следующая Командно-квитирующая аппаратура: ключи, арматура сигнальной лампы АСКМ, символ разъединителя СР-2. При этом применяются мозаичные элементы со специальными вырезами под эти аппараты. Основными коммутационными аппаратами являются ключи типа КУ.
Ключи управления КУ предназначены для коммутации электрических цепей и сигнализации положения управляемых объектов систем телемеханики в мнемонических схемах диспетчерских щитов и пультов, а также для использования в схемах управления, сигнализации и защиты с напряжением до 220 В постоянного и переменного тока промышленной частоты. Действие ключа основано на принципе замыкания неподвижных контактов подвижными при повороте рукояткой механизма переключения. 9
Ключ имеет встроенную арматуру для установки сигнальной лампы типа КМ напряжением до 60 В. Конструкция ключа обеспечивает возможность замены сигнальной лампы при помощи лампосъемника без извлечения ключа из панели и его разборки.
Выводы неподвижных контактов пронумерованы и выполнены с расчетом присоединения отходящих проводов с помощью пайки.
Подключение ключей к схемам осуществляется при помощи прямоугольных миниатюрных разъемов РПМ,

Рис. 34. Мнемосхема насосной станции на мозаичных элементах завода «Промавтоматика».
состоящих из розетки РГ1Н-1-5 и вилки РН2Н-1-29. Разъемы рассчитаны на подпайку к каждому контакту проводника сечением до 0,35 мм2.
Ключи выпускаются двух типов: КУА - ключ управления с двумя фиксированными коммутационными положениями; КУБ - ключ управления с механизмом самовозврата в фиксированное исходное коммутационное

Положение и с двумя нефиксированными коммутационными положениями.
По количеству контактных групп и схемам замыкания контактов выпускаются семь вариантов исполнения ключей.

Категории

Выбор редакции