VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

При разработке прикладного программного обеспечения (ППО) любой сложности всегда существует проблема: как добиться того, чтобы разработчики автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) и технологи, для которых создается АСУТП, могли на понятном обоим языке отследить полноту технических требований к автоматизации технологического процесса (ТП) и сделать это наиболее эффективно. В данной статье рассматривается вопрос: каким образом можно описать человеко-машинный интерфейс применительно к решению определенных задач достаточно формализовано, чтобы исключались разночтения сформулированных требований к автоматизации не только разными специалистами, но и одними и теми же специалистами на разных стадиях создания системы.

Человеко-машинный интерфейс АСУТП − это инструмент, который представляет данные о ходе ТП, что позволяет оператору контролировать ТП и управлять им [1].

Реализация человеко-машинного интерфейса должна обеспечивать получение для каждой зоны контроля и управления полной характеристики текущего состояния параметров ТП, архивных данных ТП и оборудования в виде, наиболее удобном для восприятия в конкретной ситуации.

Автоматизируемые ТП характеризуются большим числом переменных состояния и управления, воздействием на объект многочисленных возмущений, связанных как с плановыми переключениями технологических аппаратов, так и присутствием неконтролируемых параметров, применением взыво-пожароопасных, токсичных составов, что в совокупности предъявляет повышенные требования к АСУТП.

При разработке человеко-машинного интерфейса АСУТП автором среди разных подходов к выполнению таких разработок был выбран тот, который основывался на использовании метода визуального программирования. Этот метод получил активное развитие в SCADA [2] − это Supervisor Control And Data Acquisition (оперативное управление и сбор данных), т. е. в самом названии указаны два функциональных назначения:

− сбор данных о ТП и представление их в удобной форме лицам, принимающим управленческие решения;

− управление ТП, реализуемое оператором, на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает эффективность функционирования ТП.

При помощи метода визуального программирования с применением SCADA-системы «SIMATIC WinCC 7.0» фирмы Siemens разработан человеко-машинный интерфейс АСУТП, который обеспечивает:

− возможность мнемосхемного отображения ТП в форме, удобной для восприятия не только операторами, но и специалистами технологических служб предприятия;

− непосредственное автоматическое управление по заданным алгоритмам, выполнение математических и логических операций при реализации алгоритмов формирования управляющих воздействий в зависимости от характеристик объекта, в том числе, в режимах «советчика», супервизорного управления и прямого цифрового управления, а также выбор необходимых алгоритмов из специальной библиотеки.

Разработка мнемосхемных отображений осуществлялась с использованием выразительных технологических «образов» и мультипликантов органов управления различных типов (рис. 1).

Рис. 1. Мнемосхемное представление объекта

Таким образом использование SCADA-технологии обеспечивает практически неограниченные возможности в реализации функций: сбора информации о ТП, разных методов автоматизированного управления ТП в целом, индивидуального решения на каждом автоматизированном рабочем месте (АРМ) интерфейса интерактивного взаимодействия типа «человек-система» с использованием мнемонических интуитивно понятных изобразительных образов, сохранения истории изменения управляемого процесса и истории формирования управляющих воздействий, активного взаимодействия с другими средствами, позволяющими создавать изображения, которые могут быть заимствованы для решения задач визуализации в рамках конкретного проекта. SCADA-технология позволяет разработчикам ППО сократить сроки и существенно снизить трудоемкость разработки ППО, обеспечить «прозрачность» программных решений и принцип их последовательного развития, повысить надежность принятых в ППО решений.

Литература

1. ГОСТ Р МЭК 60447-2000. Интерфейс человеко-машинный. Принципы приведения в действие. М., 2000. 20 с.

2. Нестеров А. Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 2. –СПб. : ДЕАН, 2009. – 944 с.

Код для цитирования: Скопировать