книги / Технические средства автоматизации химических производств

дополнительная секция. Конструктив, показанный на рис. 9.1, ж, предназначен для расположения органов контроля и управления и ведения записей. Угловая секция (рис. 9.1, з) служит для изгиба пульта на 45е, допускает размещение вспомогательных органов конт­ роля и управления. Конструктив, показанный на рис. 9.1, и, предназна­ чен для установки отдельностоящего (по отношению к пульту) дис­ плея. Секция (рис. 9.1, к) служит для размещения большого числа органов контроля и управления. Угловой конструктив (рис. 9.1, л) предназначен для изгиба пульта на 90е и расположения вспомогатель­ ной аппаратуры. Вспомогательная секция (рис. 9.1, м) ориентирована на размещение средств связи и оргтехники.

На рис. 9.2 показана пультовая секция, собранная из КБТ. Секция служит для размещения органов контроля и управления ТОУ, а также для ведения оператором записей; имеет ящик для хранения докумен­ тации. Возможны шесть исполнений секции, различающихся типораз­ мерами по длине рабочей плоскости столешницы (600,800, 1000, 1200 и 1800 мм). Для удобства работы оператора с дисплеем с совмещенной клавиатурой предусмотрена пониженная столешница.

В КБТ принята 'Следующая: конструктивная схема: единый Г-образ- ный профиль, образованный несущей тумбой и лежащей на ней сто-

231

Рис. 9.3. Общий вид рабочего места оператора АСУТП

лешницей, обеспечивает полную боковую стыковку всех конструкти­ вов; угловые связки двух типов - прямая и обратная с углом 45 и 90е —позволяют увеличить число компоновочных вариантов рабочего места оператора.

Основа КБТ имеет прямоугольную форму, что обусловлено анало­ гичной внешней формой применяемой аппаратуры и возможностью размещения ее по принципу набора (вглубь, в сторону, вертикально). На лицевых наклонных панелях управления предусмотрено место для различных приборов, располагаемых по принципу мозаичности; монтаж этих приборов обычно требует возвратно-поступательных манипуляций.

Цветовое оформление конструктивов связано с цветовой тональ­ ностью всего ОПУ. Преимущественное применение получили три цветовых гаммы: нейтральные, холодные и теплые тона. Для усиления выразительности операторского оборудования предусмотрена кон­ трастная окраска, при которой все каркасные элементы имеют один цвет, например светло-серый или белый, а все панели и крышкидругой, например темно-синий. Панели информации и управления, кожухи и накладные элементы из искусственной кожи почти всегда имеют черный цвет. Внутренние поверхности конструктивов окра­ шены в нейтральный светло-серый цвет, а специальные узлы, линии и зоны - предупреждающим красным или оранжевым цветом.

Блочные рабочие места операторов. Конструктивная полнота КБТ позволяет монтировать из них широкий набор рабочих мест операто­ ров. На рис. 9.3 показано оформление рабочего места оператора АСУТП средней информационной мощности. Это место условно делится на две зоны. Левая и центральная части, где расположены дисплейный мо­ дуль, предметная и функциональная клавиатура, цветные графические

233

Рис. 9.4. Общий вид рабочего места оператора-технолога

терминалы и место для ведения записей и оргтехники, предназначены для управления ТОУ с помощью ЭВМ и являются основной зоной действий оператора. Справа расположена зона ручного управления ТОУ, состоящая из пультовых стоек с приборами контроля и управле­ ния; здесь же размещены кнопки и ключи ручного управления. Компо­ нуемые в стойки приборы расположены на вертикальной и наклонной плоскостях так, чтобы обеспечить оптимальные условия для работы оператора стоя. Зона ручного управления ТОУ служит резервом основной зоны работы оператора.

На рис. 9.4 показан пример построения рабочего места операторатехнолога (РМОТ), в состав которого входят монохроматические дисплеи, цветные графические дисплеи и панели управления. Справа от оператора на подвижной тумбе установлен блок связи с телефоном, слева - секция функционально-группового управления, расширяющая функции оператора по управлению ТОУ с помощью ключей и кнопок ручного дистанционного воздействия на регулирующие органы. В центральной части РМОТ размещены дисплеи, клавиатура, устройства сигнализации.

9.3. Организация рабочего места оператора

Деятельность оператора АСУТП обусловлена функциями системы управления ТОУ и включает выполнение множества типовых проце­ дур и действий по оценке состояния ТОУ и ТСА, анализу отклонений координат от заданий, принятию решений по воздействию на исполни­ тельные механизмы (ИМ) и АСР, приему и передаче информации по телефону и т.п. Каждая из этих процедур является объектом анализа при проектировании рабочего места оператора.

234

Рабочее место оператора в ОПУ представляет собой кресло и пульт управления (стол, щит), оборудованный средствами телефонной и громкоговорящей связи, аппаратурой оргтехники, средствами отоб­ ражения информации (СОИ) и органами управления СОИ и ИМ. Компо­ новка рабочего места указанными средствами управления и СОИ в общем случае тесно связана с логикой решения оператором задач управления ТОУ на основе предоставляемой ему оперативной инфор­ мации о состоянии ТОУ (информационной модели).

При решении конкретной задачи управления оператор многократно обращается к СОИ и анализирует соответствующую информационную модель ТОУ. Для повышения эффективности восприятия оператором этой модели необходима рациональная организация информационного поля СОИ. Из-за многообразия возникающих задач управления ТОУ затруднительно построить все множество информационных моделей, поэтому проектирование рабочего места осуществляют применительно к некоторой обобщенной (типовой) модели системы представления информации оператору АСУТП [37].

Для представления информации оператору-технологу в ОПУ исполь­ зуют показывающие и - реже - регистрирующие щитовые приборы, печатающие устройства и видеотерминальные средства (дисплеи).

Представление информации на видеотерминалах?. В современных АСУТП и СОИ главным средством представления информации стано­ вятся экраны дисплеев, снабженных клавиатурой для формирования запросов и команд и связанных с УВМ или УВК. Для этого используют как монохроматические (черно-белые) дисплеи, выводящие на экран алфавитно-цифровые данные, так и цветные графические дисплеи с высокой разрешающей способностью. При этом из-за ограниченности размеров экрана дисплея возникает задача разбиения информацион­ ной модели ТОУ на функционально соподчиненные видеокадры (видеограммы) более мелких участков объекта управления или фрагментов АСУ. Для решения этой задачи применяют так называемые ”видеоокна” и иерархическую систему видеокадров.

’Ъидеоокно” представляет собой прямоугольный участок экрана дисплея, в котором на фоне некоторой укрупненной видеокартины представляется разнохарактерная информация об отдельных более мелких фрагментах этой картины. Например, при изображении на экране дисплея мнемосхемы всего ТОУ в ”видеоокне” демонстрируют графики переходных процессов отдельных АСР, цифровые значения сигналов, тренды некоторых координат и т.п. "Видеоокно” допускает представления информации в форме таблиц, графиков, мнемосхем, текстовых сообщений. В случае необходимости размеры ”видеоокна” можно увеличить до размеров экрана дисплея.

Иерархическая система видеокадров представляет собой последо­ вательность соподчиненных видеограмм некоторой видеокартины, спроектированных по принципу от “общего к частному”. При таком*

*Подраэдел написан Л.А .Барским.

235

4 оживание

РР96853\7/77//№№А\

I— I

С1

СЭ Р9676ЧШ2ШШ

Рис. 9.5. Видеокадр с обзорной информацией по технологическому участку:

1 — номер и название участка; 2 —номер и название аппарата; 3 —обозначение и номер координа­ ты; 4 —значение аварийного отклонения координаты; 5 —значение нормального отклонения коор­ динаты

заменяется на красный (зачерненная полоса на рис. 9.5). На видеокад­ ре приведены номер и название участка, номера и названия каждого аппарата, условные обозначения и номера контролируемых коорди­ нат, а также значения аварийного и нормального отклонений коорди­ наты.

Детальная информация о состоянии одного из аппаратов участка сжигания показана на соподчиненном видеокадре (рис. 9.6). Каждая из 8 координат печи № 104 характеризуется диапазоном изменения, абсо­ лютными значениями переменной П и задания 3, а также относитель­ ными величинами отклонений П и 3, изображаемыми светящимися вертикальными столбиками (левый - для демонстрации П, средний - для 3). Нормальные отклонения координаты высвечивают зеленым цветом (одинарная штриховка), отклонения П за пределы норм техно­ логического регламента - желтым (двойная штриховка), аварийные отклонения - красным (зачерненный столбик). Видеокадр содержит информацию о номере и названии аппарата, номерах и обозначениях координат, названиях переменных, текущих значениях переменной и задания. Значения командного сигнала (7) на исполнительный меха­ низм (ИМ) показаны на видеокадре в цифровой (в %) и графической (в виде высоты правого светящегося столбика) форме. На кадре указаны режимы управления (8) координатами: автоматическое регулирование

237

Рис. 9.6. Видеокадр с информацией по аппарату:

1 — номер и название аппарата; 2 —номер и обозначение координаты; 3 —название координаты; 4—диапазон изменения координаты; 5, б —значения переменной П и задания 3; 7—значение команд­ ного сигнала; б—режим управления координатой; 9 , 1 0 , 1 1 — относительные значения командного сигнала, задания и координаты

(АВТ), ручное управление (Р), супервизорное регулирование (С), непосредственное цифровое управление (НЦУ).

Состояние каждой координаты отдельного аппарата участка сжига­ ния может быть охарактеризовано видеокадром более низкой иерар­ хии, содержащим графическую или цифровую информацию о ее изме­ нении за несколько часов, смену, сутки. На рис. 9.7 показано измене­ ние расхода этана (поз. 444 на рис. 9.6) за смену. Видеокадр содержит информацию о номере, обозначении и названии координаты, графики координаты и задания, а так же дату и астрономическое время.

Состояние объектов периодического действия описывают обычно в виде вызывных мнемосхем с ”видеоокнами”. Пример такого видео­ кадра показан на рис. 9.8. На нем изображена мнемосхема реактора (поз. 204), соединенного с мерником жидкости (поз. 201). Реактор обо­ рудован мешалкой с электроприводом (поз. 235) и двухпозиционными регулирующими органами (поз. 231, 232 и 234). Осуществляется инди­ кация уровня в трех точках реактора (I 237), регулирование и сигна­ лизация уровня в мернике (1С 238) и контроль температуры в реакторе (Г 236). Положения регулирующих органов обозначают цветом (на рис. 9.8 - одинарной или двойной штриховкой), их неисправности - окраской символа органа в красный цвет, переходы из одного состоя-

2 3 8

/

Рис. 9.7. Видеокадр с графиком изменения координаты:

1— номер* обозначение и название координаты; 7 — график координаты;3—график задания; 4 —

дата и астрономическое время

Рис. 9.8. Видеокадр с мнемосхемой аппарата периодического действия:

1—номер и название аппарата; 2—символ регулирующего органа; 3—символ реактора; 4—верх­

ния в другое - мигающей окраской. Уровень в реакторе и мернике отражается как в цифровой, так и в графической форме (путем окра­ шивания заполненной части аппарата в зеленый, желтый и красный цвет в зависимости от степени нарушении норм регламента). В ”видеоокне” 5 указывается номер и название технологической операции, текущее время ее выполнения. В видеокадре показаны номер и назва­ ние аппарата, символы регулирующего органа, реактора и мерника, а также верхнее, текущее и нижнее значения координаты.

Проектирование рабочего места оператора ОПУ. При проектирова­ нии ОПУ стремятся расположить средства отображения информации и органы управления относительно оператора таким образом, чтобы они образовали функционально взаимосвязанную группу. При компонов­ ке такой функциональной группы (зоны) чаще всего учитывают при­ надлежность СОК и органов управления к определенному участку ТОУ. В пределах одной функциональной зоны СОИ и органы управле­ ния располагают с учетом следующих требований [538]:

последовательность размещения аппаратуры должна совпадать с последовательностью ее использования оператором;

органы управления следует располагать преимущественно в гори­ зонтальной плоскости, в последовательности применения слева направо, а в вертикальной - сверху вниз или рядами - от верхнего до нижнего и слева направо в каждом ряду;

индикаторы и функционально связанные с ними органы управления целесообразно размещать вблизи друг от друга и в одинаковом поряд­ ке;

панели операторского оборудования нужно монтировать преиму­ щественно так, чтобы плоскости лицевых частей индикаторов были перпендикулярны линии взора оператора, а органы управления нахо­ дились в пределах его досягаемости;

рабочие пространства (максимальное и оптимальное) для органов управления и зоны расположения СОИ следует определить исходя из размеров "среднего” человека и учитывать его рабочее положение - "сидя”, "стоя";

индикаторы зрительной информации необходимо размещать в зоне наиболее важных СОИ с оптимальным углом обзора 30-40° в горизон­ тальной плоскости и 0-30° в вертикальной - вниз от горизонтальной линии взора.

При расположении СОИ и органов управления на пульте учитывают значимость получаемой контрольной информации и реализуемых командных воздействий, а также частоту использования того или иного элемента ОПУ. Как правило, часто используемые СОИ и органы управления размещают ближе к центру, редко используемые - на периферии.

По функциональному назначению используемые в ОПУ средства отображения информации условно подразделяют на несколько групп: индикации состояния технологического оборудования и ТСА; пред­ ставления структуры ТОУ и его коммуникаций; индикации значений координат и показателей работы ТОУ; регистрации значений коорди-

2 4 0