книги / Технические средства автоматизации химических производств

Рис, 9,9, Техническая структура видеотерминального комплекса РМОТ-2

нат и показателей ТОУ; изменения состояния оборудования и наруше­ ний технологических режимов; индикации сообщений об изменениях в работе ТОУ и технологического оборудования. Многие ТСА реализуют одновременно две или более из указанных функций, например само­ пишущие приборы со стрелкой и шкалой осуществляют индикацию и регистрацию координат ТОУ. Видеотерминалы, и особенно цветные графические дисплеи, реализуют практически все функции индика­ ции, что способствует широкому применению их в ОПУ. Применение ТСА с совмещенными функциями позволяет уменьшить размеры системы представления информации.

Широкое распространение в АСУТП малой и средней информацион­ ной мощности получил видеотерминалъный комплекс для компонов­ ки рабочего места оператора-технолога (РМОТ-2). Комплекс имеет переменный состав технических и программных средств и допускает настройку для решения определенных задач в конкретной АСУТП.

Структура РМОТ-2 с максимальной конфигурацией приведена на рис. 9.9. В комплекс входят два цветных дисплея ЦГД типа А 543-14М; один монохроматический алфавитно-цифровой дисплей СД типа А543-13; одно знакосинтезирующее устройство печати УПЗ типа 521-4/6; алфавитно-цифровая (АЦКЛ) и позиционная (ПКЛ) клавиатуры; светодиоды на ПКЛ в качестве сигнализирующих индикаторов (СИ) и устройство звуковой сигнализации (на рис. 9.10 не показано).

Служебные функции в РМОТ-02 выполняют программируемый микропроцессор МПК с ПЗУ объемом 8 Кбайт, ОЗУ объемом 64 Кбайт; два устройства внешней памяти на магнитных дисках (УВПМД) объе­ мом до 5 Мелов каждый; контроллеры дисплейных модулей СКТИ и

241

Рис. 9.10. Общий вид видеотерминального комплекса РМОТ-2

КГТЙ. Модуль ЦГД имеет знакогенератор ЗНГ и ОЗУ объемом 128 Кбайт. РМОТ-02 с помощью интерфейса ИУС подключают к одной или несколькими УВК типа СМ-2М. На рис. 9.10 показаны максимальные удаления устройства РМОТ-02 от магистрали ИУС и контроллеров.

Программное обеспечение РМОТ-02 состоит из неизменяемой и настраиваемой частей. Основу неизменяемой части составляет пакет прикладных программ ПДИСК, реализующий статическую часть видеокадров. Настраиваемая часть программного обеспечения содер­ жит программы для вывода на видеокадры переменной информации (значения координат, показатели работы ТОУ, признаки состояния оборудования и т.п.) и для формирования режима работы: с обработ­ кой информации в УВК СМ-2М или с переработкой данных в микро­ процессоре РМОТ-02.

Основные технические характеристики терминала РМОТ-02 приве­ дены ниже:

Терминал РМОТ-02 изготавливают как конструктивно законченное изделие, или для применения в конструктивах пользователя. Цент­ ральную часть (ЦЧ) терминала размещают в стандартном шкафу СМ ЭВМ размером 600x800x1800 мм (рис. 9.10). Клавиатуры АЦКЛ, ПКЛ и СД располагают на столе, ЦГД - на подставках.

242

9.4. Рекомендации по оформлению операторского пункта управле­ ния

Оформление ОПУ заключается в компоновк* операторского обору­ дования в помещении пункта, а также СОИ и органов управления на щитах и пультах с целью формирования оптимальных рабочих мест операторов АСУТП. Под оптимальностью рабочего места понимают рациональную организацию информационных и моторных полей оператора и комфортные условия его работы, достигаемые путем компоновочных и оформительских решений, таких как размещение мнемосхем, распределение ТСА по рабочим местам и т.п.

Размещение оборудования в ОПУ. Мнемосхемы ТОУ располагают обычно на щитах или стенах ОПУ. Щитовые мнемосхемы содержат сигнальные элементы, командно-квитирующие органы и приборы, отображающие состояние ТОУ. Характерная особенность щитовых мнемосхем - наличие постоянно включенных сигнальных элементов. На стенах ОПУ устанавливают так называемые "слепые” мнемосхемы, содержащие только сигнальные элементы, которые включаются эпизодически, например при возникновении аварийных ситуаций, по запросу оператора и т.п. "Слепая” мнемосхема может обслуживать несколько участков одного ТОУ или несколько однотипных ТОУ.

Щитовые мнемосхемы удаляют от пульта оператора на расстояние 2,5-5; рекомендуемое удаление составляет 3,5 м. Непосредственное расположение сенсорной (СЗ) и моторной (М3) зон рабочего места оператора на щите (Щ) и пульте управления (ПУ) показано на рис. 9.11. Совмещенная сенсорно-моторная зона (СМ3) раположена на щите, где установлена и мнемосхема. Щит с мнемосхемой нежелательно уста­ навливать напротив окон. Расстояние от стен ОПУ до щита и стоек должно быть не менее 0,8 м; рекомендуемое удаление - 1 м .

Операторские пункты управления часто оснащают приборами, работающими по вызову оператора. При размещении таких приборов на приставках или панелях, не примыкающих к пульту управления, расстояние от приборов до рабочего места оператора не должно пре­ вышать 2 м.

Общее оформление интерьера ОПУ осуществляют в соответствии с требованиями строительных норм и правил. Характерной особен­ ностью проектирования интерьера ОПУ является стремление повысить функциональную целесообразность архитектурных решений. Компози­ ционное построение и цветовое оформление всех элементов ОПУ должны создавать благоприятную рабочую обстановку и выполняться с учетом климатических и производственных особенностей. В частнос­ ти, в районах с жарким климатом, а также на производствах с боль­ шим выделением тепла интерьер ОПУ оформляют в холодной цветовой гамме. Цветовое оформление интерьера в общем случае должно гармонировать с цветом используемого оборудования, причем ключе­ вым элементом цветовой гаммы интерьера является цвет информа­ ционных и управляющих панелей. Цветовое соотношение между функциональными панелями щита или пульта управления и окружа-

243

а

Рис. 9.12. Иерархическая организация рабочих мест ОПУ: в —планировочная ранжировка; б —профильная ранжировка

предназначены в основном для передачи устных и письменных команд оператору АСУТП и значительно реже - для непосредственного воз­ действия на регулирующие органы и оборудование ТОУ.

Мнемонические схемы, используемые на рабочих местах 1-Ш уровней, также имеют различную степень детализации отображения состояния ТОУ, уменьшающуюся по мере возрастания уровня иерар­ хии управления. При построении щитовых и настенных мнемоничес­ ких схем на рабочих местах I уровня чаще всего используют деталь­ ные (графические) информационные модели участков ТОУ. Такие модели представляют собой упрощенные технологические схемы ТОУ, в которые введены сигнальные элементы, органы управления, услов­ ные обозначения технологического оборудования, трубопроводов, АСР, ИМи т.п. Если рабочее место оснащено графическим дисплеем, то состояние ТОУ отображают как графическими, так и текстовыми информационными моделями. В этих моделях отсутствуют стилизо­ ванные изображения технологического оборудования ТОУ, а адресные функции выполняют текстовые надписи. К тексту сообщения предъяв­ ляют требования краткости и содержательности. Например, часто используемое в АСУТП представление какой-либо координаты обычно содержит наименование, указание вещества и его физических свойств, место измерения и т.п.

247

Рабочие места II и реже - III уровня также оборудуют мнемосхема­ ми с интегральными графическими и текстовыми информационными моделями ТОУ. Рабочее место III уровня оснащают преимущественно интегральными текстовыми информационными моделями, воспроиз­ водимыми с помощью видеотерминальных средств вычислительной техники.

Глава 10

ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ АСУТП

10.1 Общие сведения о программно-технических комплексах

Программно-технические комплексы (ПТК) - это совокупность микропроцессорных средств автоматики (технологических и опе­ раторских станций, микроконтроллеров, УСО, дисплеев, приборов и т.п.), локальных вычислительных управляющих сетей (ЛУВС) и прог­ раммного обеспечения сетей и микроЭВМ, позволяющих создавать распределенные системы автоматизированного управления химико­ технологическими процессами средней информационной мощности.

ПТК позволяют реализовать в рамках распределенной АСУТП следующие типовые функции: сбор и первичную обработку информа­ ции, поступающей от аналоговых и дискретных датчиков; непосредст­ венное цифровое регулирование (стабилизацию) и программно-логи­ ческое управление; контроль и сигнализацию состояния ТОУ; пред­ ставление информации о состоянии ТОУ на дисплеях и графических регистрирующих приборах; хранение (архивацию) и документацию информации о работе ТОУ.

Кроме указанных функций, ПТК позволяют конфигурировать системы контроля и управления применительно к конкретному ТОУ и заданным функциям АСУТП, контролировать работоспособность и обеспечивать заданный уровень надежности части микропроцессорных средств автоматики и ЛУВС.

Программно-технические комплексы серийно производит с конца 1970-х годов ряд зарубежных фирм (РохЬого, СотЬизИоп Еп&пееттв Ыё, НопеумеИ, Уа\те1 АШотаИоп, Мковама и др.). В конце 80-х годов некоторые совместные предприятия начали применять ПТК этих фирм для автоматизации химико-технологических процессов и в нашей стране. Широкому распространению ПТК в значительной мере спо­ собствовали заметное улучшение характеристик микросхем, исполь­ зуемых для создания малогабаритных и быстродействующих микро­ процессоров, разработка достаточно надежных ЛУВС для информационого взаимодействия территориально распределенных систем управ­ ления, наличие развитых программных средств управления работой оборудования АСУТП и автоматизации процессов конфигурирования и управления ТОУ.

248

10.2. Комплекс ЗресРгит

Комплекс Зре&гит разработан фирмой РохЬого (США) и предназна­ чен для автоматизации непрерывных химико-технологических процес­ сов. В ПТК Зрескит входят следующие устройства:

многофункциональная операторская станция МиШзШюп (МОС), осуществляющая первичную обработку и представление информации о работе ТОУ;

локальная технологическая станция Мктозрес (ЛТС), предназначен­ ная для реализации алгоритмов многоканального цифрового регули­ рования и логического управления;

технологическая станция связи с объектом (СС) Р1еМ 1при1/ОШри1 (РЮ), осуществляющая сбор и первичную обработку (нормализацию) информации от датчиков, ввод ее в ПТК и вывод из комплекса ко­ мандных сигналов;

подсистема связи Рохпа (ЛУВС), предназначенная для объединения территориально распределенных станций комплекса;

пакеты программ контроля и управления ТОУ.

Техническая структура распределенной АСУТП на базе ПТК Зрес1- гит представлена на рис. 10.1. Возможны также варианты построения централизованных систем управления (без использования ЛУВС ГохпеГ), при которых станции ЛТС и СС подключаются непосредствен­ но к 4 встроенным портам станции МОС.

Операторская станция МиШзШюп. В распределенных и централи­ зованных АСУТП станция МОС одновременно выполняет функции вычислительного комплекса и человеко-машинного интерфейса. В состав станции входят 16-разрядный программируемый процессор, устройство внешней памяти, графические консоли с цветными диспле­ ями и печатающие устройства. Конструктивно станция скомпонована в виде секционированного пульта оператора, содержащего до четырех графических дисплеев, секций сигнализации и графической регистра­ ции, процессорной секции.

В конструктиве процессора размещаются ОЗУ объемом 1 Мелов, системные таймеры, интерфейсные модули для подключения перифе­ рийного оборудования, резервная батарея питания (которая в случае отказа системы электропитания обеспечивает работу ОЗУ в течение 5 мин) и источник питания электронных схем.

Устройство внешней памяти содержит два механизма управления дискетами, до трех накопителей типа "Винчестер” (емкостью 14 Мелов каждый) и лентопротяжный механизм кассетного типа.

В состав графического дисплейного модуля входят электронно­ лучевая трубка с цветным экраном и антибликовым покрытием, графический видеоконтроллер, клавиатура с 64 клавишами и элемен­ тами сигнализации и диалоговая клавиатура.

Графический модуль обеспечивает индикацию значений контроли­ руемых координат (числовое представление, гистограммы, графичес­ кое представление изменений координат во времени). Необходимые

249

Рис. 10.1. Техническая структура распределенной АСУТП на базе ПТК Зрес1гит

цвета выбирают из 4096 возможных цветовых оттенков, в том числе 7 цветов для фона, 8 - для символов и 7 - для векторов. Один из терминалов (или устройство печати с клавиатурой) используют в качестве системного пульта для ввода подпрограмм, системных команд, выдачи сообщений и т.п.

Программное обеспечение МОС позволяет одновременно решать несколько задач в режиме реального времени; задачи контроля и управления ТОУ имеют высший приоритет перед остальными фоно­ выми задачами.

Основу программного обеспечения станции составляет стандартный пакет программ (ПП) управления, в который входит около 40 подпрог­ рамм и средств настройки и конфигурирования. К их числу относят подпрограммы: информационного обмена со станциями ЛТС и СС, линеаризации и преобразования значений входных сигналов в физи­ ческие величины; определение командных сигналов ПИД-регулятора; сигнализации о нарушении координатами допустимых границ; иденти­ фикации последовательности событий; управления двигателями и электроприводами и т.п. Помимо стандартного ПП, станция имеет написанные на специализированном языке БЕЙСИК программы: индикации управляющих директив, выдаваемых через станции СС; генерации дополнительных отчетных документов; реализации алго­ ритмов управления периодическими ТОУ; вызова видеограмм, реали­ зуемых ПП; редактирования файлов и текстов; чтения и записи данных из (в) базы данных других станций; пересылки сообщений между станциями ЛУВС и другие программы.

Конфигурирование программ управления МОС для автоматизации конкретного ТОУ осуществляют в четыре этапа; 1) составление схемы автоматизации ТОУ с указанием числа и типов регулируемых и

250