Тактильна мнемосхема для приміщень. Що таке мнемосхема Символи електричних елементів мнемосхем розміри
Для зручності наочного сприйняття функціональних схем об'єктів, контрольованих чи керованих, застосовують мнемосхемы - графічні зображення схем цих об'єктів. Мнемосхема може відображати наприклад цех верстатів з ЧПУ, якийсь технологічний процес або систему, наприклад енергетичну мережу. Іншими словами, мнемосхема є інформаційною умовною моделлю системи або процесу у вигляді символів, що позначають частини системи, а також їх зв'язки.
Мнемосхема відбиває графічно структуру всієї системи, полегшуючи цим роботу оператора, який, завдяки такий схемою, сам легше запам'ятовує структуру системи, взаємозв'язку параметрів, призначення тих чи інших органів управління, приладів, верстатів тощо.
Для оператора, управляючого процесами, мнемосхема служить, мабуть, одним із найважливіших джерел інформації про процеси, що відбуваються в даний момент у системі, про структуру і характер цих процесів, про поточний статус системи, зокрема, про аварії та порушення нормальних режимів роботи.
Якщо керований об'єкт має складну структуру, має безліч параметрів, які слід оперативно контролювати, і є технологічно складною схемою. Якщо в процесі роботи об'єкта сама технологічна схема може змінюватися, - у цих випадках мнемосхеми виявляються дуже ефективними інструментами. Вони можуть відображати стан окремих пристроїв, машин, агрегатів, значення різних параметрів, а також надавати загальну інформацію про перебіг технологічного процесу.
Оператор, що працює в умовах великої кількості інформації, що до нього надходить, завдяки мнемосхемам, може більш ефективно здійснювати інформаційний пошук, оскільки мнемосхема завжди має на увазі логіку, вона відображає реальні зв'язки між параметрами об'єкта, що підлягає управлінню або контролю.
За допомогою мнемосхеми оператор легко систематизує логічно і своєчасно опрацює інформацію, що надходить до нього, технічна діагностика у разі відхилення від норми також полегшується. Мнемосхема служить таким чином зовнішньою опорою для прийняття найкращого рішення та здійснення правильного керуючого впливу.
Мнемосхеми завжди створюють дотримуючись низки принципів, які сформувалися багато років практичного застосування мнемосхем. І одним із головних принципів є лаконічність. Мнемосхема не повинна містити нічого зайвого, вона повинна бути якомога простіша. За відсутності затемнюючих елементів, дані, що відображаються, повинні відображатися чітко і конкретно, по можливості найбільш коротко, щоб їх легко можна було сприйняти і надалі оперативно обробити.
Принцип уніфікації (узагальнення) має на увазі виділення на мнемосхемі і використання в ній найбільш значимих особливостейоб'єктів, тобто несуттєвих конструктивних особливостей системи, відображати на мнемосхемі не потрібно. Символи ж подібних процесів та об'єктів слід об'єднувати та уніфікувати.
Принцип акцентування елементів управління та контролю диктує необхідність насамперед виділяти формою, кольором та розміром найбільш важливі елементи, службовці контролю за станом, і спонукають до прийняття важливих рішень щодо на об'єкт управління.
Відповідно до принципу автономності, важливо відокремлювати один від одного частини мнемосхеми, що відповідають автономно керованим та контрольованим агрегатам та об'єктам системи. Відокремлені частини чітко обмежуються від інших, підкоряючись принципу структурності, згідно з яким вони повинні мати структуру, яка відрізняється від інших структур, і легко запам'ятовуватися, при цьому структура повинна відповідним чином відображати на мнемосхемі характер і основні властивості об'єкта.
Принцип просторової відповідності елементів управління та контролю зобов'язує розташовувати індикатори та контрольно-вимірювальні прилади строго згідно з розташуванням відповідних елементів управління, щоб закон спільності реакції зі стимулом дотримувався.
Одним із ключових принципів при створенні мнемосхем є принцип використання стереотипів та звичних асоціацій. Умовні позначення параметрів повинні асоціюватися у оператора зі стандартними позначеннями даних параметрів, які є загальноприйнятими, і замість абстрактних значків краще використовувати символи, що позначають саме відповідні процеси та об'єкти.
На малюнку наведено приклад різних позначень тих самих параметрів. Тут у верхньому рядку зображені літерні позначення, у другому рядку - їх умовні позначення, а в третій - мнемосимволи. Очевидно, мнемосимволи схожі своїми контурами з накресленнями літер, тому саме мнемосимволи виявляються кращими.
Практика показує, що використання мнемосимволів призводить до зниження кількості помилок і скорочення часу, яке оператор витрачає на розпізнавання символу на 40%.
При цьому, мнемосхема не обов'язково повинна повністю копіювати технічну структуру. Її завдання - відобразити логіку керованих та контрольованих процесів, спростити для оператора пошук та упізнання необхідної інформації, допомогти оперативно прийняти правильне рішення та вчасно здійснити потрібну операцію.
Мнемосхеми бувають диспетчерськими та операторськими. Операторські відображають єдиний технологічний комплекс, а диспетчерські - розосереджену систему, що складається з об'єктів, комплексів, агрегатів і т. д. У зв'язку з цим існують відмінності між цими двома видами мнемосхем за ступенем деталізації і подробиці відображення об'єктів.
Якщо оператор виконує прямо на мнемосхемі перемикання, то така операторська мнемосхема називається оперативною. Якщо мнемосхема служить лише інформування оператора, це - неоперативна мнемосхема. Диспетчерські мнемосхеми за аналогічною ознакою поділяються на мімічні та світлові.
До складу оперативної мнемосхеми, крім пристроїв відображення та вимірювальних приладів, сигнальних та образотворчих елементів, включені також і органи управління викликного чи індивідуального типу. На мімічних диспетчерських мнемосхем є перемикачі для ручного зняття сигналів і отримання на мнемосхемі даних про поточний реальний стан об'єкта контролю.
Якщо на мнемосхемі кожен із інформуючих елементів пов'язаний з індивідуальним датчиком, така мнемосхема називається однооб'єктною або індивідуальною. Якщо є можливість перемикання між кількома однотипними об'єктами, то така мнемосхема називається багатооб'єктною або вибірковою (викликаючою).
Так, викликові мнемосхеми можуть перемикатися між кількома датчиками одного об'єкта чи між об'єктами. Викликові мнемосхеми дозволяють скоротити площу панелі, замість кількох використовувати одну, заощадити на установці приладів і системах обробки інформації, а також полегшити працю оператора за допомогою спрощення схеми та звуження поля зору.
Якщо на мнемосхемі завжди відображається постійна схема одного і того ж об'єкта, то така мнемосхема і називається постійною. Якщо залежно від режимів функціонування об'єкта, залежно від характеру процесів, що протікають, зображення сильно змінюється така мнемосхема називається змінною. Наприклад, спочатку відображається пускова схема, потім схема нормального режиму роботи об'єкта, а у разі аварії – схема аварійна.
Мнемосхеми розміщуються як на панелі пульта, так і на окремих панелях, на приставках до пульта, і на надбудовах до щита приладів. Відображення інформації може бути представлене як у дискретній, так і в аналоговій формі або в аналого-дискретній формі.
За формою умовних позначень агрегату, об'єкта, технологічного обладнання, мнемосхеми поділяються на об'ємні, плоскі та рельєфні. За способом кодування – на символічні та умовні. Умовні знаки аж ніяк не асоціюються з реальними процесами та об'єктами. На наведеному раніше малюнку, другий рядок відповідає умовному способу кодування, третій - символічний.
За способом зображення на мнемосхем символів або знаків, зображення можуть бути прямої або зворотної контрастності. Наносяться елементи фотоспособом, малюванням, наклейкою, електролюмінесцентними джерелами світла, газорозрядними, світлодіодними, лампами розжарювання.
Дисплеї нині найбільш популярні, оскільки при складній розгалуженій структурі об'єкта, коли технологічно регулярно змінюється процес, і потрібно по суті кілька мнемосхем. Екран дисплея дозволяє відобразити мнемосхему всієї системи або схеми окремих об'єктів або вузлів. Виклик необхідної мнемосхеми на екран здійснює сам оператор чи комп'ютер.
У результаті розробки мнемосхеми підбирають найбільш оптимальну форму символів. Вони повинні бути замкненими, а додаткові лінії та елементи не повинні перетинатися з контуром символу, щоб не заважати зчитуванню інформації оператором. До аварійних символів та символів, що сигналізують про функціональний стан вимоги особливо високі.
Для індикації «включено» зазвичай служить зелений колір, для «відключено» - червоний. Про зміну стану інформує переривчастий сигнал нового стану, наприклад, якщо спочатку агрегат працював, і індикатор був зеленим, то при вимкненні блимає червоний переривчастий. Частота спалахів – від 3 до 8 Гц, при тривалості світіння не менше 50 мс. Сигнал про зміну стану може відключити лише диспетчер.
Що стосується з'єднувальних ліній на мнемосхемі, то вони повинні бути суцільними прямими, по можливості якомога короткішими, і якнайменше мати між собою перетинів. Якщо мнемосхема дуже велика, на ній представлено багато об'єктів, при цьому кольори різні та яскраві, зір оператора перевантажується. З цієї причини, на мнемосхемах завжди намагаються зменшити кількість кольорів, що перевтомлюють очі: пурпурного, фіолетового і червоного. Колір фону не повинен бути насиченим, і краще, якщо колір його буде світло жовтим, світло сірим або салатовим.
При оцінці готових мнемосхем враховують співвідношення між кількостями пасивних та активних елементів, це говорить про міру інформативності мнемосхеми, також обчислюють відношення кількості пасивних елементів до загальної кількості мнемосхеми.
Взагалі, при проектуванні мнемосхеми розглядають кілька її кінцевих варіантів, і моделюючи мнемосхему тим чи іншим способом, моделюють процес взаємодії оператора з мнемосхемою. Чим швидше оператор здатний вирішувати поставлені завдання, і чим менше він допускає при цьому помилок, тим більш вдалою вважається мнемосхема.
Спектр застосування мнемосхем сьогодні величезний. Мнемосхеми знаходять широке застосуванняу будівництві, у металургії, в енергетиці, у машинобудуванні, у приладобудуванні, у залізничній та взагалі в транспортній галузі, та у багатьох інших промислових та цивільних галузях.
ТОВ «ТРЕІ ГмбХ», м. Пенза
У статті розглянуто автоматизовану систему диспетчерського управління процесами розподілу електроенергії в електричній мережі на АТ «УК ТМК» за допомогою мнемосхем. Докладно представлено структуру системи та основні технічні рішення.
Енергетика — одна із стратегічно важливих галузей нашої промисловості, основа економічної незалежності та безпеки країни. Сьогодні енергетика перебуває на порозі перетворень. У зв'язку з цим ефективне управлінняенергетичними потужностями та розподілом енергії має дуже велике значення. Підвищення ефективності роботи потужностей, що генерують, а також встановлення оптимальних режимів розподілу мають велике значення і дозволяють знизити вартість енергії, а також отримати максимальний збут продукції. У такій ситуації одним із пріоритетних напрямів удосконалення режимів управління об'єктами енергетики є побудова сучасних автоматизованих систем управління виробничими процесами (АСУ ТП). На багатьох підприємствах впроваджуються системи, що дозволяють оперативно керувати енергетичними потужностями.
автоматизована система диспетчерського управління електропостачанням АТ «УК ТМК» за допомогою мнемосхеми (скорочена назва АСДУЕ) є подібною системою ефективного управління.
Система диспетчерського управління електропостачанням, що розробляється, створюється з метою підвищення оперативності управління процесами розподілу електроенергії в електричній мережі, скорочення часу на відновлення електропостачання споживачів комбінату після аварійних відключень, підвищення продуктивності праці оперативного персоналу в планових роботах і забезпечує:
Відображення дійсного положення масляних та вакуумних вимикачів системи енергопостачання комбінату на мнемосхемі та АРМ диспетчера;
Віртуальне управління символами роз'єднувачів, вимикачів навантаження, відокремлювачів, короткозамикачів на мнемосхемі та АРМ диспетчера з фіксацією часу та підстави їх комутації;
Управління символами заземлення ліній та електрообладнання на мнемосхемі та АРМ диспетчера з фіксацією часу та заснування їх комутації;
Контроль споживаного струму на вступних осередках і лініях, що відходять, на АРМ диспетчера;
Дистанційне керування масляними та вакуумними вимикачами на об'єктах комбінату з АРМ диспетчера;
Попереджувальну та аварійну сигналізацію з об'єктів: узагальнену, спрацьовування АВР, АПВ, відображення спрацювання електричних захистів;
Відображення інформації про аварійне вимкнення вимикача на АРМ диспетчера;
Збереження протягом місяця всіх подій на мнемосхемі та часу фіксації з можливістю виведення на друк;
Запис та збереження протягом місяця оперативних телефонних переговорів диспетчера по кожній лінії з фіксацією часу та з можливістю виведення на друк;
Візуалізацію схеми електричної мережі комбінату та основних контрольованих параметрів на мнемосхемі колективного користування.
Мал. 1. Трирівнева система АСДУЕ
Структура системи
Електрична мережа комбінату є територіально розподіленою структурою, що складається зі станцій і підстанцій з електрообладнанням, встановленим у приміщеннях, а також на відкритих розподільчих пристроях. В основу побудови АСДУЕ закладено принцип побудови логічної частини на основі програмованої логіки, тобто для реалізації алгоритму управління, вимірювання та контролю використовується програмований контролер TREI-5B-02. Запрограмована логіка алгоритму реалізується шляхом опитування фактичного стану вхідних сигналів, порівняння значень цих параметрів із заданими в програмі та при підтвердженні диспетчером дій, що виконуються видачею керуючих вихідних сигналів.
За своєю архітектурою АСДУЕ є трирівневою розподіленою обчислювальною системою з поділом по виконуваним функціям (рис 1).
Першим рівнем ієрархії є засоби контрольно-вимірювальних приладів, встановлених безпосередньо на локальних об'єктах електричної мережі комбінату, що входять до структури даного проекту.
Другий рівень ієрархії утворюють контролери. Для цього рівня характерна географічна та функціональна розподіленість апаратних засобів.
Третій рівень – рівень ОДС (оперативно-диспетчерська служба, автоматизовані робочі місця диспетчера, оперативного та управлінського персоналу). Він будується на основі клієнт-серверних технологій.
Мал. 2. Комплекс технічних засобів
Склад системи
Відповідно до призначення АСДУЕ у своєму складі містить:
Інформаційно-керуючу систему електричної мережі комбінату;
Мнемосхему колективного користування диспетчера комбінату з електропостачання.
Основними завданнями, що ставляться перед системою АСДУЕ, є контроль дійсного становища масляних і вакуумних вимикачів ВМ (426 точок), контроль спрацьовування пристроїв захисту, контроль струму, що споживається, управління символами електроапаратів на мнемосхемі. Забезпечення необхідної надійності функціонування системи (резервування майстер-модулів, можливість переходу з дистанційного керуванняна місцеве). Можливість заміни модулів контролера без зупинки роботи системи. Програмно-апаратна діагностика контролера та вхідних сигналів. Нарощування функціональних можливостейсистеми із найменшими витратами за рахунок застосування єдиної серії контролерів. Відображення фактичної оперативної та архівної інформації на загальній мнемосхемі, мнемосхемах локальних об'єктів, трендах реального часу та трендах історії, друкованих звітах. Пропоновані технічні рішення забезпечують інтеграцію АСДУЕ як складової частини у загальну мережу комбінату.
АСДУЕ являє собою набір шаф керування та допоміжного обладнання, а саме:
Шафи з мікропроцесорними контролерами, призначені для збирання та обробки інформації від структурних елементів електричної мережі комбінату та дистанційного керування комутаційними електроапаратами (ВМ) з автоматизованого робочого місця (АРМ) диспетчера;
Шафи з пристроями зв'язку з об'єктами (УСО), є фізичним та логічним продовженням шаф мікропроцесорних контролерів із здійсненням аналогічних функцій управління, вимірювання та контролю;
Шафи з силовими реле та перетворювачами струму, призначені для підключення до високовольтних осередків з метою забезпечення управління масляними вимикачами осередків від мікропроцесорних контролерів та УСО, а також видачі на контролери сигналів вимірюваних струмів;
Шафа локального сервера ЛВС, призначена для збору інформації від системних мікропроцесорних контролерів та подальшого надання інформації про стан, виконання керуючих впливів та несправності технологічного обладнання електричної мережі комбінату на мнемосхемі та АРМ диспетчера. Локальний сервер підключається до загальної комп'ютерної мережі комбінату для перегляду технологічної інформації на віддалених комп'ютерах та збереження архівної бази даних із глибиною 1 рік на загальному сервері комбінату.
До складу шафи локального сервера входять системи:
Автоматичного цифрового запису аудіоінформації «СПРУТ-7А-7», що дозволяє записувати аудіоінформацію від аналогово-цифрових каналів зв'язку та реєстрацію вхідних (функція АОН) та вихідних номерів, дати, часу та тривалості сеансу зв'язку;
Контролер системи відображення відеоінформації PLI 8-16 формує для неї поліекранне зображення та керує роботою всього комплексу обладнання системи відображення.
Система відображення відеоінформації на базі чотирьох відеокубів SYNELEC C50X-BB-SL з діагоналлю 50'' призначена для візуалізації (відображення) фактичної конфігурації електричної мережі комбінату, оперативної інформації в режимі реального часу, а саме:
Споживання струму основними споживачами комбінату;
Стан комутаційних апаратів електричної мережі;
відображення процесу виконання оперативних перемикань оперативним персоналом (диспетчер, черговий);
відображення аварійних ситуацій, що виникають в електричній мережі;
Контроль виведення в ремонт та підготовку обладнання до ремонту;
Контролює стаціонарні та переносні заземлення.
Програмне забезпечення верхнього рівня реалізовано: iFIX Plus SCADA Pack Server Version 3.0 (кількість точок не обмежена), iFIX Standard HMI Pack Runtime Version 3.0 (кількість точок не обмежена), iFIX iClient Runtime Version 3.0, OPC сервер Nautsilus (USB). На контролері відеокубів встановлено програмне забезпечення Windows 2000, SP3, на сервері Windows SERVER 2000, на автоматизованих робочих місцях Windows XP Pro, Sp2.
Основні технічні рішення
Укрупнена схема комплексу технічних засобів
Як згадувалося, АСДУЭ є трирівневу розподілену систему. Другий рівень АСДУЕ забезпечує виконання функцій: автоматизованого управління виконавчими механізмами масляних вимикачів ВМ; первинної обробки та нормалізації сигналів від вимірювальних трансформаторів струму, він будується на основі контролерів Trei-5B-02 фірми ТОВ «ТРЕЇ ГМБХ», м. Пенза, Ліцензія №19-02. Верхній рівень реалізує функції людино-машинного інтерфейсу та будується на основі програмних продуктів фірми General Electric. На рис. 2 наведено укрупнену схему комплексу технічних засобів АСДУЕ. Як можна бачити зі схеми, Система управління має розподілену структуру і складається з:
мнемосхеми колективного користування диспетчера комбінату з електропостачання;
локального сервера;
Станції диспетчера та інжинірингу (АРМ 1 та 2);
Системних контролерів ШК1-ШКn.., що входять до їх складу віддалених УСО та шаф з силовими реле та перетворювачами струму. Зв'язок між контролерами здійснюється за допомогою Ethernet 100 мб/с, що забезпечує високу швидкість обміну для отримання необхідної інформації.
Головний контролер та SCADA iFIX Plus Pack Server повідомляються через технологічну мережу Ethernet 100 Мb. Стабільна робота мнемосхеми колективного користування, локального сервера та станцій операторів забезпечується джерелами безперебійного живлення встановленими в операторській.
Головний контролер ШК0 відповідає за зв'язок з локальним сервером і контроль за станом обладнання електричної мережі комбінату через опитувані системні контролери ШК і віддалені УСО, що входять до їх складу. Отримані дані головний контролер передає для відображення на SCADA, через нього здійснюється супервізорне управління системними контролерами (зміна уставок, режимів роботи, пріоритети). Для підвищення надійності роботи АСДУЕ, та запобігання пропаданню зв'язку локальних об'єктів мережі з головним контролером на ньому застосовано резервування процесорної частини та блоків живлення. Така конфігурація дозволить збільшити живучість системи. Структурна схема показана на рис. 2 дає уявлення про розподіл технічних засобів на об'єктах електричної мережі комбінату. В даному випадку застосування протоколу RS-485 (STBUS) та Ethernet дає можливість нарощування системи та економії за рахунок кабельної продукції при підключенні віддалених об'єктів. Сервер виконує функції збирання, зберігання, архівування та видачу оперативних даних. Станція оператора передбачає дистанційне (супервізорне) керування комутаційними електроапаратами ВМ. Вибір SCADA iFIX полегшує інтеграцію АСУ ТП, що будується, з наявними засобами автоматизації. За потреби можлива передача технологічних даних на загальний сервер комбінату. Зберігання технологічних уставок здійснюється в незалежній пам'яті контролера, що дозволяє зберігати працездатність системи при відмові або відсутності зв'язку з локальним сервером.
Ця конфігурація системи дозволяє: зменшити час відновлення працездатності системи за рахунок модульності (модулі-мезоніни) та швидкої замінності її елементів. Заміна окремого модуля, що вийшов з ладу, або контрольно вимірювального приладу може здійснюватися без зупинки роботи системи; забезпечити хороші показники надійності за рахунок резервування та дублювання найбільш значущих компонентів системи. Зокрема, при виході з ладу одного з майстер-модулів або при зникненні зв'язку з одним із них буде здійснено перехід на резервний.
Короткий опис
технічних компонентів
Мікропроцесорний
контролер
Пристрій TREI-5B-02 призначений для локальних та розподілених систем автоматичного контролю та управління технологічними процесами на промислових підприємствах з нормальним та вибухонебезпечним виробництвом.
Виріб має сертифікат про затвердження типу засобів вимірювань №2641 (Казахстанський №1503), TUV сертифікат, дозвіл на випуск та застосування №507-ЕВ-1Я1, виробник має сертифікат відповідності системі менеджменту якості ISO 9001 №РОСС RU. ІС50.К00019. Послідовний інтерфейс на базі RS-485 та широка номенклатура модулів вводу/виводу дозволяють створювати розподілені, багаторівневі та багатофункціональні системи. Єдиний комунікаційний протокол ST-BUS спрощує програмування та збирання інформації з каналів введення/виводу. Усі структури вхідних та вихідних даних уніфіковані. p align="justify"> Процесорна частина контролера - це РС сумісний комп'ютер з необхідним набором зовнішніх пристроїв. Операційна система реального часу QNX та середовище розробки IsaGraf. За основу конструкції контролера TREI-5B-02 прийнято формат «3 U Євромеханіка». Корпус має відкрите або закрите виконання, за потреби з кріпленням на DIN-рейку. Модулі з розміром друкованих плат 100x160 мм мають на лицьовій панелі світлову індикацію та 48-контактний роз'єм ззаду для підключення живлення, послідовного інтерфейсу та каналів введення/виводу. Базовим інтерфейсом контролера є послідовний інтерфейс ST-BUS на базі RS485, що дозволяє створювати розподілені системи завдовжки фізичної лінії без повторювачів до 1200 м. Максимальна швидкість інтерфейсу до 1,25 Mbod. Модулі введення/виводу мають свій Pic-процесор, можуть працювати автономно. Збір інформації з комунікаційного протоколу ST-BUS від модулів вводу/виводу здійснює майстер-модуль М701Е або промисловий комп'ютер із послідовним інтерфейсом RS485. Номенклатура модулів вводу/виводу дозволяє створювати багатоканальні та багатофункціональні системи. Універсальний модуль, що комплектується мезонін-модулями серії TREI-5, має повний набірпристроїв, що підключаються. Багатоканальні однотипні модулі дискретного та аналогового введення/виводу, імпульсного введення надають до 4000 каналів на один майстер-модуль.
Майстер-модуль виконує основні обчислювальні функції контролера.
У своєму складі він містить:
Базову плату майстер-модуля;
Процесорний модуль із процесором Pentium;
Плата комунікаційного адаптера Ethernet 10/100;
Гальванічно розв'язані порти RS485;
Контролер шини ST BUS;
Енергонезалежне статичне ОЗП;
Flash-диск;
ІЧ-порт;
Сторожовий таймер.
У шасі встановлюється наступні модулі введення/виводу (усі модулі введення/виводу загальнопромислового виконання):
Модуль ION M732U - універсальний 8-канальний модуль вводу/виводу.
Конкретний тип каналу визначається встановленим мезоніном. Мезонін являє собою монтується на модуль блок первинного перетворення сигналу. Застосовуються мезонини типу IDIG-24VDC, що використовуються для підключення дискретних сигналів 24VDC, та мезоніни IANS 0-20 мА для підключення аналогових вхідних сигналів 0-20 мА;
Модулі M754D - 32 вхідні дискретні канали 24VDC;
Модулі M754O - 32 вихідні дискретні канали 24VDC;
Модулі M743D - 16 вхідних дискретних каналів 24VDC;
Модулі M743O - 16 вихідних дискретних каналів 24VDC.
Усі канали ізольовані. Крім модулів вводу/виводу та майстер-модуля в шасі встановлюється модуль живлення Р701 А, потужністю 40 Вт і забезпечує живлення елементів контролера. Для мезонінів аналогового введення основна наведена похибка вбирається у 0,025%. Для мезонінів аналогового виведення основна похибка не перевищує 0,1%. Перетворення здійснюється 16-розрядним ЦАП. Детальний опис модулів представлений на сайті фірми TREI-GmbH.
Система відображення відеоінформації
У запропонованому рішенні використовуються проектори, побудовані за технологією DLP від Texas Instruments. Технологія DLP™ є стандартом «де-факто» в області відеостін завдяки відсутності ефекту «вигоряння» пікселів, властивому плазмовим панелям. Заявлений виробником напрацювання на відмову DLP проектора становить не менше 100 000 годин (більше 10 років безперервної роботи). Пропоноване рішення базується на XGA (1024х768) відеокубах Clarity-Synelec. Відеокуби мають вбудований процесор, що дозволяє обробляти потік цифрової інформації зі швидкістю до 16 000 Мб/с, що у десятки разів більше за швидкодію аналогічних систем. На відміну від вбудованих спліттерів - простих роздільників сигналу, відеокуби Clarity-Synelec є повноцінним багатоканальним цифровим процесором. Два входи DVI дозволяють одночасно і незалежно відображати два інформаційних вікна, що масштабуються і переміщуються. Наявність незалежних двох входів у відеокуба забезпечує високу надійність обладнання: при виході з експлуатації одного каналу обробки відеоінформації другий канал залишається працездатним. Для отримання найвищої якості зображення у відеокубах Synelec застосовуються надчорні антивідблискові просвітні екрани. На сьогоднішній день вони є найбільш якісними та високотехнологічними просвітними екранами на світовому ринку. Ці екрани пропонуються компанією Clarity-Synelec за найвищих вимог до якості зображення (до графічної роздільної здатності, чіткості, контрастності). Вони характеризуються широким сектором огляду та відсутністю відблисків навіть при сильному засвіченні сторонніми джерелами світла (надчорний екран поглинає 99,5% світла від зовнішніх джерел). За своїми властивостями екрани забезпечують практичну відсутність міжекранних проміжків, а, отже, і найбільш комфортні умови спостереження. Мікроскопічні оптичні елементи забезпечують високу рівномірність яскравості на всій поверхні екрана. Широкий кут огляду: 180 градусів – по горизонталі, 180 градусів – по вертикалі. Забезпечення найкращої чіткості та контрастності при відображенні сигналу з високою графічною роздільною здатністю забезпечує можливість ефективного очищеннязабруднень (більшість лінзово-растрових оптичних просвітних екранів мають мікролінзову зовнішню поверхню і дозволяють очищати забруднення тільки за допомогою стисненого повітря. Екрани мають гладку зовнішню захисну поверхню, що допускає ефективне очищення). Контролер відеостіни, мережевий контролер PLI 8-16 - це потужна керуюча система для відображення в реальному масштабі часу насиченої комп'ютерної графіки і відеозображень. У ньому поєднуються сучасна апаратна платформа та програмне забезпечення, що гарантують високу продуктивність, надійність та зручність використання.
Відеостіна може об'єднувати до 80 відеокубів. Контролер PLI 8-16 формує для неї поліекранне зображення та керує роботою всього комплексу обладнання системи відображення. Завдяки особливостям архітектури контролера оцифрування та відображення відеоджерел відбувається в режимі реального часу без завантаження центрального процесора та без втрат інформації.
Контролер використовує найпередовіші технології та протоколи. Як інтерфейс для передачі відображуваної інформації вибрано цифровий протокол DVI. Таке рішення дозволило позбавитися шумів, перешкод, частотних і фазових спотворень сигналу, характерних для аналогових каналів передачі даних. Завдяки відсутності в системі аналогових каналів передачі інформації зображення відрізняється чудовою якістю та стабільністю.
Контролер PLI 8-16 дозволяє запустити будь-яку програму з мережі, відображаючи його у вікні або на всьому поліекрані, тобто так, як того вимагає сценарій відображення. Програми з мережі під керуванням UNIX також можуть бути запущені та продемонстровані на поліекрані аналогічним чином. Кількість вікон із додатками практично не обмежена. Кожне вікно можна масштабувати, переміщати по екрану відеостіни або збільшувати розміри всього екрана. Контролер простий у експлуатації і вимагає від оператора, знайомого з роботою ОС Windows, якихось особливих навичок. Відмінними рисами контролера PLI 8-16 є:
Модернізована апаратна платформа дозволяє будувати поліекрани розміром до 80 відеокубів при використанні одного контролера PLI. При використанні складніших конфігурацій розмір відеостіни не обмежений;
Високопродуктивні графічні процесори з цифровими виходами, що забезпечують відображення сигналу без шумів, спотворень та перешкод;
Можливість роботи під керуванням ОС Windows та Linux. Кросплатформне програмне забезпечення дозволяє використовувати контролер як у мережах Windows та Unix, так і у змішаних мережах;
Універсальність та багатозадачність. Контролер може одночасно виконувати користувацькі додатки, оцифровувати відеосигнали, імпортувати інформацію з локальної обчислювальної мережі і відображати результати роботи на відеостіні у вигляді вікон, що вільно переміщуються і масштабуються;
Гнучкість та масштабованість. Контролер легко переналаштовується для вирішення різноманітних завдань та нарощується за необхідності розширити функціональність системи або розмір поліекрану. Промислове виконання контролера дозволяє встановлювати його в стандартну 19” рекову шафу, яка забезпечує підвищену перешкодозахисність та покращену вентиляцію комп'ютерних компонентів.
Мережевий контролер Clarity-Synelec PLI 8-16 дозволяє:
Підсумовувати роздільну здатність окремих відеокубів, забезпечуючи надзвичайно високу графічну роздільну здатність поліекрану (наприклад, для відеостіни в конфігурації 2х2 відеокубів роздільна здатність поліекрану становить 1536х2048 пікселів);
Працювати під керуванням ОС Windows та Linux;
виконувати локальні програми (наприклад, використовувані замовником SCADA-додатки);
Працювати із мережевими базами даних;
Показувати на відеостіні копії вікон мережевих програм або копії моніторів мережевих робочих станцій;
Працювати з будь-яким зображенням, як із звичайним вікном Windows: переміщати, масштабувати, згортати чи розгортати аж до розміру всього поліекрана;
керувати сценаріями відображення (у тому числі з віддалених робочих станцій);
Формувати, зберігати та викликати сценарії, потрібні для відображення в даний період часу (наприклад, за різних оперативних ситуацій нормальна/аварійна);
проводити автоматичний моніторинг обладнання з відображенням стану пристроїв (у тому числі на віддалених робочих станціях);
Формувати повідомлення про помилки, збої та несправності, робити заздалегідь задані дії, що відповідають кожній описаній проблемі (змінювати сценарій, вимикати та включати лампи та ін.);
Відстежувати задані повідомлення в комп'ютерній мережі та в послідовних портах, робити заздалегідь задані дії, що відповідають кожному описаному повідомленню (частина шуканого повідомлення може використовуватися як змінна для виконуваної дії);
Здійснювати задані дії за розкладом (для кожної дії можна встановити: час доби, дні тижня, дати);
Зберігати у вигляді файлу миттєвий знімок зображення на всьому поліекрані.
Мал. Взаємодія логічних підсистем у момент генерації малюнка
Короткий опис програмних компонентів
Як згадувалося вище, контролер TREI-5В-02 є PC сумісним програмованим логічним контролером. Цей контролер працює під керуванням операційної системи QNX. Архітектура цієї операційної системи спроектована спеціальним чином для застосування в системах реального часу, що робить її найбільш оптимальною для застосування як операційну систему контролерів. Образ операційної системи та необхідні контролеру файли розміщуються на flash-диску або disk-on-chip. На контролері запущено цільове завдання ISaGRAF, яке здійснює опитування модулів вводу/виводу, виконує алгоритми. Цільове завдання використовує файл конфігурації, що містить опис алгоритмів і опис апаратної конфігурації контролера. Конфігураційний файл готується за допомогою програмного пакету ISaGRAF. ISaGRAF інструментальна система CASE для технологічного програмування контролерів. Розробка компанії CJ International. ISaGRAF – це повна підтримка всіх мов стандарту IEC 1131 3. Середовище розробки надає повний набір засобів для інтерактивного створення програм, їх ефективного налагодження, документування та архівації проектів.
Верхній рівень АСУ ТП будується на базі SCAD пакету iFIX фірми General Electric. Цей програмний пакет включає як засоби обробки, накопичення і відображення інформації, так і засоби конфігурування, що дозволяють налаштувати компоненти системи відповідно до вимог конкретного об'єкта. Зв'язок між контролером і SCADA-системою забезпечується за допомогою ОРС-сервера фірми Nautsilus, як середовище використовується кручена пара, транспортний протокол є Ethernet.
Спеціалізоване програмне забезпечення
Для контролера PLI 8-16 поставляється спеціалізований програмний пакет Com.Base, що представляє собою інтегровану розраховану на багато користувачів систему управління обладнанням відеостіни і процесом відображення інформації. Com.Base розроблений компанією Synelec Telecom Multimedia як універсальний програмний комплекс, що надає єдиний зручний і зрозумілий інтерфейс для автоматизованого управління всім різноманіттям обладнання та процесів, властивих професійним системамвідображення. Архітектура контролера та програмне забезпечення забезпечують безпроблемну інтеграцію до існуючої обчислювальної мережі. Використання TCP/IP як основний протокол спілкування всіма пристроями та модулями системи дозволяє проводити віддалену діагностику та адміністрування системи, у тому числі через Інтернет. Для віддаленого керування мережею або хост-комп'ютерами та поділу мережевих ресурсів може бути встановлене додаткове програмне забезпечення. Повнофункціональний програмний продукт Com.Base компанії Synelec надає диспетчеру всеосяжний набір засобів управління відеостіною. Завдяки своїй простоті та дружньому інтерфейсу користувача Com.Base забезпечує ефективний контроль за системою на трьох основних етапах роботи системи: а) налаштування системи, б) робота системи, в) обслуговування системи.
Розглянемо взаємодію основних підсистем у процесі автоматичного створення мнемосхеми в середовищі iFix, що знаходиться в режимі конфігурування: дано старт із завданням на побудову малюнка, і блок «SOLOMON» починає свою роботу. Його мета – одна з першорядних: підготовка, контроль та обслуговування основи об'єктної моделі невидимого каркасу майбутньої схеми. Потрібні потоки даних запитуються через посередника зв'язку «HERMES», який, у свою чергу, здійснює контакт зі сховищем зовнішньої інформаціїза допомогою підсистеми «DARIUS», що підтримує множинність і різномастність джерел і перетворює дані до єдиного внутрішнього стандарту. Тепер для освоєння нового типу сховища достатньо лише успадкувавши шаблон від спеціалізованого класу, наповнити його реалізацією доступу та обробки. У разі потреби інформаційні канали шифруються, дешифруються блоком «ARES». Важливу роль тут відіграє абстрактна сутність ProClass, яка і є основною. будівельним матеріаломлогіки об'єктних конструкцій Її структура не зашита в код, а динамічно формується із застосуванням патерну абстрактної фабрики та файлів ініціалізації, реалізуючи конкретні нащадки. Таким чином, з'являється можливість вносити зміни в класи не поля коду програми. Акцент зроблено на двох складових - виділено логіку (смислове наповнення об'єкта) та делеговано набір скриптів, зіставлених із нею. Створюються об'єкти, провадиться їх ініціалізація. У об'єкти вносяться зв'язки та угруповання відповідно до створюваної схеми. Опціонально розроблено механізм автоматичної генерації імен тегів, що спирається на логічне положення об'єкта та його оточення. Як результат, готується колекція всіх об'єктів завдання в єдиному сховищі.
Фактично блок "LEONARDO" відпрацьовує три режими:
1_Підготовка до застосування мінімально неподільних графічних об'єктів з точки зору системи з кінцевим результатом - бібліотекою примітивів («Atoms»). Необхідність етапу, перш за все, обумовлена ідеєю ослаблення тісного взаємозв'язку з середовищем, що використовується SCADA.
2_На підставі отриманої бібліотеки графічних «атомів» виробляється побудова складніших сутностей класу «Symbol» - логічно закінчених образів зовнішнього виглядуекземплярів прооб'єктів. За необхідності відбувається активізація їхньої анімації. Кожен вид символу представлений в однині.
3_Використовуючи тимчасове сховище екземплярів символів та об'єктне поле, підготовлене блоком «SOLOMON», виробляється кінцеве створення елементів мнемосхеми та їх розміщення малюнку. Передача інформації між блоками тут проходить через єдиний центр. Після закінчення новостворений малюнок зберігається і поміщається в логічне сховище візуальних форм, щоб пізніше бути використаним підсистемою інтерфейсу роботи з користувачем «MEMPHIS».
Призначення . Мнемосхема (екранна форма) – наочне графічне зображення технологічного процесу, інтегроване із засобами контролю та управління. Вона є найважливішим джерелом інформації про характер і структуру зв'язків, поточний стан змінних (у тому числі пов'язаних з порушенням технологічних режимів, аваріями тощо) і дозволяє оператору-технологу:
· Полегшити запам'ятовування ходу технологічного процесу та призначення пристроїв та органів управління;
· Визначити способи дії при різних режимах роботи об'єкта;
· сприяти спрощенню пошуку та упізнання необхідної інформації для оперативного прийняття правильних рішень.
Графічні компоненти . Всі SCADA-системи мають у своєму складі засоби, що дозволяють створювати як статичні елементи мнемосхем (контурні зображення технологічних апаратів, трубопроводи тощо), так і пожвавлювати ці елементи (створювати динамічні об'єкти). До складу цих коштів входять:
· Набори графічних примітивів малювання (лінія, прямокутник, еліпс, криві, текст) та засоби їх компонування для створення унікальних власних об'єктів);
· готові бібліотеки типових графічних об'єктів: технологічні об'єкти (апарати, механізми, машини тощо), табло, покажчики, повзунки, кнопки, перемикачі, службовці відображення змінних і управління процесом. Ці бібліотеки можуть бути розширені користувачем. При побудові мнемосхеми спочатку здійснюється промальовування
статичного зображення робочого вікна. Зазвичай це апарати технологічного процесу або їх технологічна послідовність, трубопроводи, тло, текст, що пояснює, тощо.
Наступним кроком є надання мнемосхем динаміки, тобто анімація намальованих (або вибраних з бібліотек) елементів. Під анімацією розуміється здатність елементів змінювати свої властивості за зміни змінних технологічного процесу. Змінними властивостями є товщина, колір та стиль лінії, колір та стиль заливки (якщо це фігура із заповненням), а також розміри, положення та орієнтація елементів. Передбачається також безпосереднє введення змінних (цифрами та текстом, повзунковими пристроями) та керування процесом за допомогою кнопок та перемикачів (Пуск/Зупинка, Увімкнення/Вимкнення, Виклик Вікна тощо).
Принципи побудови . При великій різноманітності технологічних процесів спроектувати хорошу мнемосхему багато в чому мистецтво, але можна рекомендувати загальні принципипобудови:
– лаконічність та наочність- мнемосхема повинна бути простою (контури та пропорції апаратів наближені до вигляду реальних прототипів), не повинна містити другорядних елементів, а інформація чіткої і конкретної, зручної для сприйняття і подальшої переробки. Мнемосхема повинна надавати мінімальну, але адекватну для контролю та управління кількість змінних, не повинна «перевантажена» інформацією для уточнення (другорядні тренди), яку зручніше робити вкладеною у вигляді спливаючих вікон, що викликаються на вимогу оператора;
– максимальна лінійністьзображення процесу, тобто. бажано виділяти основну лінію процесу, підкоряючись правилу візуальності: читання «зліва направо» та «згори донизу», мінімальне застосування паралельних контурів, що значно спростить сприйняття
- автономність– відокремлення один від одного ділянок мнемосхеми, що відповідають автономно контрольованим та керованим об'єктам та агрегатам. Ці відокремлені ділянки повинні бути чітко відокремлені від інших і мати завершену структуру, що легко запам'ятовується і відрізняється від інших.
– уніфікація– символи подібних об'єктів та процесів необхідно по можливості об'єднувати та уніфікувати;
- візуальний акцент до елементів контролю та управління– Насамперед мають бути виділені (розмірами, формою чи кольором) елементи, суттєві для оцінки стану, прийняття рішення та впливу на керований об'єкт (тобто допомагають швидко орієнтуватися, визначати та усувати відхилення та несправності);
– облік людського фактора- мнемосхема повинна розроблятися і вдосконалюватися з урахуванням думки персоналу, що експлуатує.
Для оцінки мнемосхем використовуються:
- Коефіцієнт інформативності - відношення числа пасивних (статичних) елементів і активних (динамічних);
- Коефіцієнт заповнення поля - відношення числа пасивних елементів мнемосхем до загального числа елементів мнемосхеми.
При проектуванні мнемосхем пропонують зазвичай кілька варіантів. Остаточний вибирають шляхом експерименту (імітують на комп'ютері діяльність оператора з різними варіантамимнемосхеми). Критеріями оцінки служать час вирішення завдань та кількість допущених помилок.
На рис. 2 наведено основні зони мнемосхеми. При горизонтальній домінанті подачі інформації виділяють такі зони: зона основної інформації- Відбиває загальну структурутехнологічного процесу У ній розташовані основні апарати, трубопроводи, а також інформаційне навантаження, що супроводжує технологічний процес.
зона додаткової інформації – тут можуть розташовуватись кнопки графіків трендів, звітів, «пуск/зупинка» тощо.
зона перемикання– обумовлена неможливістю раціонального відображення всієї інформації в одному вікні («прокляття формату»).
За допомогою засобів області, можливо викликати додаткові вікна на яких детальніше деталізовані сигналізації, тренди (за день, місяць, рік), окремі ділянки процесу. Такий підхід розвантажує мнемосхему, дає можливість отримати потрібну інформацію про той об'єкт, який заслуговує на увагу в даний момент. Явна відмінність при вертикальній домінанті зон - область 2 (додаткової інформації) розташована правіше області 1 (основної інформації). Це пов'язано в першу чергу з розмірами об'єктів, що описуються (відображається процес за обсягом невеликий), що дозволяє відвести більше простору для пояснюючої інформації. Це компонування областей можна використовувати для спливаючих вікон, тобто детального розгляду окремих ділянок технологічного процесу.
Інформація, яка виводиться на мнемосхему, може бути представлена у вигляді аналогового, дискретного та релейного сигналу, а також графічно. Наочно відображаючи структуру системи, мнемосхема полегшує оператору запам'ятовування схем об'єктів, взаємозв'язок між параметрами, призначення приладів та органів управління. У процесі управління мнемосхема є для оператора найважливішим джерелом інформації про поточний стан системи, характер і структуру процесів, що протікають у ній, у тому числі пов'язаних з порушенням технологічних режимів, аваріями тощо.
На мнемосхемах відбивається основне устаткування, сигнали, стан регулюючих органів. Мнемосхеми можуть відбивати як загальну картину стану системи, технологічного процесу, і стан окремих агрегатів, пристроїв, значення параметрів тощо. п. Допоміжний і довідковий матеріал має бути розташований у додаткових формах відображення, з можливостями максимально швидкого вилучення цих допоміжних форм на екран.
Мнемосхеми допомагають оператору, що працює в умовах великої кількості інформації, що надходить, полегшити процес інформаційного пошуку, підкоривши його певній логіці, що диктується реальними зв'язками параметрів контрольованого об'єкта. Вони полегшують оператору логічну систематизацію та обробку інформації, що надходить, допомагають здійсненню технічної діагностики при відхиленнях процесу від норми, забезпечують зовнішню опору для вироблення оптимальних рішень та формування керуючих впливів.
Мнемосхеми ефективно використовують у випадках, коли
- керований об'єкт має складну технологічну схему та велике числоконтрольованих параметрів;
- технологічна схема об'єкта може оперативно змінюватися у процесі роботи.
В основі мнемосхем лежать кілька основних принципів
- принцип лаконічності, згідно з яким мнемосхема повинна бути простою, не повинна містити зайвих, затемнюючих елементів, а інформація, що відображається, повинна бути чіткою, конкретною і короткою, зручною для сприйняття і подальшої переробки.
- принцип узагальнення та уніфікації передбачає вимогу, згідно з якою треба виділяти та використовувати найбільш суттєві особливості керованих об'єктів, тобто на мнемосхемі не слід застосовувати елементи, що позначають несуттєві конструктивні особливості системи, а символи подібних об'єктів та процесів необхідно по можливості об'єднувати та уніфікувати.
- принцип акценту - до елементів контролю та управління на мнемосхемах насамперед необхідно виділяти розмірами, формою чи кольором елементи, найбільш суттєві з метою оцінки стану, прийняття рішення та на керований об'єкт.
- принцип автономності передбачає необхідність відокремлення один від одного ділянок мнемосхеми, що відповідають автономно контрольованим та керованим об'єктам та агрегатам. Ці відокремлені ділянки повинні бути чітко відмежовані від інших і згідно з принципом структурності повинні мати завершену структуру, що легко запам'ятовується і відрізняється від інших. Структура має відбивати характер об'єкта та її основні властивості.
- принципом просторового співвіднесення елементів контролю та управління розташування контрольно-вимірювальних та індикаторних приладів - має бути чітко узгоджено з розташуванням відповідних їм елементів управління, тобто повинен дотримуватися закону спільності стимулу та реакції.
- принцип використання звичних асоціацій та стереотипів передбачає застосування на мнемосхемах таких умовних позначень параметрів, які асоціюють із загальноприйнятими літерними позначеннями цих параметрів. Бажано застосовувати, якщо це можливо, замість абстрактних знаків символи, що асоціюються з об'єктами та процесами.
Головне завдання мнемосхеми
Відображення логіки контрольованих та керованих процесів, сприяти спрощенню пошуку та впізнання потрібної інформації та оперативному прийняттю правильних рішень.
Класифікація мнемосхем на кшталт
Операторські
Відображають, як правило, єдиний просторово зосереджений технологічний комплекс Залежно від того, виконує оператор будь-які перемикання безпосередньо на мнемосхемі або вона є суто інформаційним пристроєм, операторські мнемосхеми поділяються на оперативні та неоперативні
- оперативні мнемосхеми поряд з різними пристроямивідображення, приладами, образотворчими та сигнальними елементами мають органи управління індивідуального або викликного типу.
- неоперативні
Диспетчерські
Відображають розосереджену систему, що включає різноманітні технологічні комплекси, об'єкти, агрегати. Залежно від того, виконує оператор будь-які перемикання безпосередньо на мнемосхемі або вона є суто інформаційним пристроєм, диспетчерські підрозділяються - на світлові та мімічні.
- світлові
- мімічні - ручні перемикачі для зняття сигналів та приведення відображення стану об'єкта на мнемосхемі у відповідності з його реальним станом.
Операторські та диспетчерські мнемосхеми істотно відрізняються ступенем деталізації та подробицею відображення окремих об'єктів контролю та управління.
Індивідуальні
Індивідуальні або однооб'єктні мнемосхеми - мнемосхеми, у яких кожен інформаційний елемент пов'язаний тільки з одним датчиком, тобто ділянки схеми постійно підключені до тих самих керованих об'єктів.
Викличні
Викликові мнемосхеми чи виборчі (багатооб'єктні) - мнемосхеми, які ділянки можуть періодично чи за необхідності підключатися до кількох об'єктів, мають однакову структуру, називаються визовними чи виборчими (багатооб'єктними). У викликних мнемосхемах можуть підключатися або той чи інший об'єкт, або той чи інший датчик одного об'єкта. За допомогою викличної мнемосхеми можна значно скоротити розміри панелі, заощадити в приладах та СОІ, полегшити умови роботи оператора за рахунок зменшення поля зору та спрощення схеми.
Постійні
Постійна мнемосхема - мнемосхема, де постійно відображається та сама схема об'єкта. У змінних мнемосхемах зображення в процесі роботи може суттєво змінюватись в залежності від режимів роботи об'єкта (пускова схема, схема нормальної роботи, аварійна схема тощо).
Класифікація мнемосхем на вигляд
Розташування
- окремих панелях
- надбудові до приладового щита
- приставці до пульта
- робочої панелі пульта
Інформація на мнемосхемі
- аналогова
- аналого-дискретна
- дискретна
Умовні позначення об'єкта, агрегату, технологічної лінії та іншого обладнання
- плоскі
- рельєфні
- об'ємні
Спосіб кодування
- умовний
- символічний
Умовні знаки на мнемосхемах
Умовні знаки не мають жодної зовнішньої подібності і не створюють зорових асоціацій з відображуваними об'єктами та явищами.
При розробці мнемосхем важливий оптимальний вибірформ використовуваних символів. За формою символи повинні бути замкнутим контуром. Допоміжні елементи та лінії не повинні перетинати контур символу або іншим способом ускладнювати читання.
Підвищені вимоги повинні бути пред'явлені до символів, що сигналізують функціональний (особливий аварійний) стан окремих агрегатів або об'єктів.
Сполучні лінії на мнемосхемі
Повинні бути прямими та суцільними. При компонуванні мнемосхеми необхідно прагнути, щоб з'єднувальні лінії були можливо коротшими і мали найменшу кількість перетинів.
Специфіка роботи з мнемосхемами
При роботі з мнемосхемами, що мають значні розміри та безліч об'єктів різних кольорівта яскравостей, зорова система оператора піддається великому навантаженню. Тому не допускається використання в велику кількістьквітів, які швидко втомлюють око – червоного, фіолетового, пурпурового. Як фон мнемосхем рекомендується застосовувати малонасичені кольори середньої частоти спектра.
Оцінка мнемосхем
Відбувається за двома параметрами
- Коефіцієнт інформативності – відношення числа пасивних елементів та активних.
- Коефіцієнт заповнення поля - відношення числа пасивних елементів мнемосхем до загального числа елементів мнемосхеми.
Напишіть відгук про статтю "Мнемосхема"
Посилання
Уривок, що характеризує Мнемосхема
Імператор пригнув вухо, трохи нахмурившись і показуючи, що він не почув.- Чекаю, ваша величність, - повторив Кутузов (князь Андрій помітив, що у Кутузова неприродно здригнулася верхня губа, коли він говорив це чекаю). - Не всі колони ще зібралися, ваша величність.
Государ почув, але ця відповідь, мабуть, не сподобалася йому; він знизав сутулими плечима, глянув на Новосильцева, що стояв поруч, ніби поглядом цим скаржачись на Кутузова.
- Адже ми не на Царициному лузі, Михайле Ларіоновичу, де не починають параду, поки не прийдуть усі полки, - сказав пан, знову глянувши в очі імператору Францу, ніби запрошуючи його, якщо не взяти участь, то прислухатися до того, що він каже; але імператор Франц, продовжуючи озиратися, не слухав.
- Тому й не починаю, пане, - сказав звучним голосом Кутузов, ніби попереджаючи можливість не бути почутим, і в особі його ще раз щось здригнулося. - Тому й не починаю, пане, що ми не на параді і не на Царициному лузі, - вимовив він ясно і виразно.
У свиті государя на всіх обличчях, що миттєво переглянулися один з одним, висловилося нарікання і докір. «Як він не старий, він не повинен би, не повинен би говорити так», висловили ці особи.
Государ уважно й уважно глянув у вічі Кутузову, чекаючи, чи не скаже він чого. Але Кутузов, зі свого боку, шанобливо нахиливши голову, теж, здавалося, чекав. Мовчання тривало близько хвилини.
- Втім, якщо накажете, ваша величність, - сказав Кутузов, підводячи голову і знову змінюючи тон на колишній тон тупого, нерозважливого, але підкореного генерала.
Він торкнув коня і, покликавши начальника колони Милорадовича, передав йому наказ до наступу.
Військо знову заворушилося, і два батальйони Новгородського полку і батальйон Апшеронського полку рушили вперед повз государя.
Коли проходив цей Апшеронський батальйон, рум'яний Милорадович, без шинелі, в мундирі та орденах і з капелюхом з величезним султаном, одягнений набок і з поля, марш марш вискакав уперед і, молодецьки салютуя, обложив коня перед государем.
- З Богом, генерале, - сказав йому государ.
- Ma foi, sire, nous ferons ce que qui sera dans notre possibilite, sire, [Право, ваша величність, ми зробимо, що буде нам можливо зробити, ваша величність,] - відповів він весело, проте викликаючи насмішкувату посмішку у панів почти государя своєю поганою французькою доганою.
Милорадович круто повернув свого коня і став дещо позаду государя. Апшеронці, збуджені присутністю государя, молодецьким, жвавим кроком відбиваючи ногу, проходили повз імператорів та його почты.
- Хлопці! — крикнув гучним, самовпевненим і веселим голосом Мілорадович, мабуть, настільки збуджений звуками стрілянини, очікуванням битви і виглядом молодців апшеронців, ще своїх суворовських товаришів, що жваво проходили повз імператорів, що забув про присутність государя. - Хлопці, вам не перше село брати! – крикнув він.
– Раді старатися! – прокричали солдати.
Кінь государя шарахнувся від несподіваного крику. Коня ця, що носила государя ще на оглядах у Росії, тут, на Аустерлицькому полі, несла свого сідока, витримуючи його розсіяні удари лівою ногою, насторожувала вуха від звуків пострілів, так само, як вона робила це на Марсовому полі, не розуміючи значення ні цих пострілів, що чулися, ні сусідства вороного жеребця імператора Франца, ні всього того, що говорив, думав, відчував цього дня той, хто їхав на ній.
Государ із посмішкою звернувся до одного зі своїх наближених, вказуючи на молодців апшеронців, і щось сказав йому.
Кутузов, який супроводжував свої ад'ютанти, поїхав кроком за карабінерами.
Проїхавши з півверсти у хвості колони, він зупинився біля самотнього покинутого будинку (ймовірно, колишнього корчми) біля розгалуження двох доріг. Обидві дороги спускалися під гору, і обома йшли війська.
Туман починав розходитися, і невизначено, верст за дві відстані, виднілися вже ворожі війська на протилежних пагорбах. Ліворуч унизу стрілянина ставала чутнішою. Кутузов зупинився, розмовляючи з австрійським генералом. Князь Андрій, стоячи трохи позаду, вдивлявся в них і, бажаючи попросити зорову трубу в ад'ютанта, звернувся до нього.
– Подивіться, подивіться, – казав цей ад'ютант, дивлячись не на дальнє військо, а вниз по горі перед собою. – Це французи!
Два генерали і ад'ютанти почали хапатися за трубу, вириваючи її один в одного. Всі обличчя раптом змінилися, і на всіх виявився жах. Французів припускали за дві версти від нас, а вони раптом з'явилися, несподівано перед нами.
- Це ворог? ... Ні! ... Так, дивіться, він ... напевно ... Що ж це? – почулися голоси.
Князь Андрій простим оком побачив унизу густу колону французів, що піднімалася назустріч апшеронцям, не далі п'ятисот кроків від того місця, де стояв Кутузов.
«Ось вона, настала рішуча хвилина! Дійшло до мене справа», подумав князь Андрій, і вдаривши коня, під'їхав до Кутузова. «Треба зупинити апшеронців, – закричав він, – ваше превосходительство!» Але в ту ж мить все застелілося димом, пролунала близька стрілянина, і наївно зляканий голос за два кроки від князя Андрія закричав: «Ну, братики, шабаш!» І начебто голос цей був команда. Цим голосом усе кинулося тікати.
Змішані, натовпи, що все збільшуються, бігли назад до того місця, де п'ять хвилин тому війська проходили повз імператорів. Не тільки важко було зупинити цей натовп, але неможливо було самим не податись назад разом з натовпом.
Болконський тільки намагався не відставати від неї і озирався, дивуючись і не в силах зрозуміти того, що робилося перед ним. Несвицький з озлобленим виглядом, червоний і на себе не схожий, кричав Кутузову, що якщо він не поїде зараз, його буде взято в полон напевно. Кутузов стояв тому ж місці і, не відповідаючи, діставав хустку. З його щоки текла кров. Князь Андрій протіснився до нього.
– Ви поранені? - Запитав він, ледве утримуючи тремтіння нижньої щелепи.
– Рани не тут, а ось де! - Сказав Кутузов, притискаючи хустку до пораненої щоки і вказуючи на біжать. – Зупиніть їх! - крикнув він і в той же час, мабуть переконаючись, що неможливо було їх зупинити, вдарив коня і поїхав праворуч.
Натовп, що знову нахлинув, захопив його з собою і потягнув назад.
Війська бігли таким густим натовпом, що, влучивши в середину натовпу, важко було з нього вибратися. Хтось кричав: «Пішов! що забарився?» Хто одразу, обертаючись, стріляв у повітря; хто бив коня, яким їхав сам Кутузов. З величезним зусиллям вибравшись із потоку натовпу вліво, Кутузов зі свитою, зменшеною більш ніж удвічі, поїхав на звуки близьких гарматних пострілів. Вибравшись із натовпу біжать, князь Андрій, намагаючись не відставати від Кутузова, побачив на спуску гори, в диму, ще стріляв російську батарею і підбігаючих до неї французів. Вищі стояла російська піхота, не рухаючись ні вперед на допомогу батареї, ні назад по одному напрямку з біжучими. Генерал верхи відокремився від цієї піхоти і під'їхав до Кутузова. З почету Кутузова залишилося лише чотири людини. Всі були бліді й мовчки дивилися.
- Зупиніть цих мерзотників! - задихаючись, промовив Кутузов полковому командиру, вказуючи на тих, хто біжить; але в ту ж мить, ніби в покарання за ці слова, як рій пташок, зі свистом пролетіли кулі по полку і свиті Кутузова.
Французи атакували батарею і, побачивши Кутузова, вистрілили ним. З цим залпом полковий командир схопився за ногу; впало кілька солдатів, і підпрапорщик, що стояв із прапором, випустив його з рук; прапор захитався і впав, затримавшись на рушницях сусідніх солдатів.
Солдати без команди почали стріляти.
– Ооох! - З виразом розпачу промимрив Кутузов і озирнувся. - Болконський, - прошепотів він тремтячим від свідомості свого старечого безсилля голосом. - Болконський, - прошепотів він, вказуючи на засмучений батальйон і на ворога, - що це?
Але перш ніж він договорив ці слова, князь Андрій, відчуваючи сльози сорому й злості, що підступали йому до горла, вже зіскакував з коня і біг до прапора.
- Хлопці, уперед! – крикнув він по-дитячому пронизливо.
"Ось воно!" думав князь Андрій, схопивши держак прапора і з насолодою чуючи свист куль, очевидно, спрямованих саме проти нього. Декілька солдатів впало.
Даний керівний матеріал замінює керівний матеріал РМ 4-65-68 «Креслення мнемонічних схем на щитах і пультах управління. Вказівки щодо оформлення». У ньому викладаються основні правила виконання креслень мнемосхем систем контролю та управління. У матеріалі не розглядається завдання визначення доцільності застосування мнемосхем, виявлення необхідного видумнемосхеми та інші завдання, які вирішуються проектувальниками при розробці функціональних схем систем контролю та управління.
Оскільки виконання мнемосхем належить до з завдань художнього конструювання, під час вирішення яких необхідний облік специфічних вимог технічної естетики та інженерної психології, цей матеріал не можна розглядати як документ, що жорстко регламентує конструювання мнемосхем. Він є посібником для проектування та його рекомендації необхідно враховувати разом з іншими вимогами, що мають місце під час проектування кожної конкретної системи контролю та управління.
1. ВВЕДЕННЯ
У режимі неавтоматичного керування об'єктом оператор стежить за відхиленнями параметрів від заданих значень. Ці відхилення можна розглядати як вихідні величини, що змінюються внаслідок зміни вхідних впливів, що обурюють. Впливаючи на причину відхилення, якщо це можливо, або на іншу вхідну величину, зміна якої може компенсувати причину відхилення (обурююча дія), оператор управляє об'єктом.
З вищевикладеного випливає, що оператору в процесі управління необхідно виявляти причинно-наслідкові взаємозв'язки для вибору органів управління, які дозволять найбільш успішно ліквідувати небажані відхилення. Оскільки аналогічні відхилення одного й того ж параметра можуть викликатися різними причинами - обуреннями, що впливають різними каналами - входами, виявлення необхідних органів управління є складним завданням. Одним із способів допомоги оператору у виявленні необхідних йому причинно-наслідкових взаємозв'язків є застосування мнемонічних схем.
Мнемосхеми є графічними зображеннями керованих технологічних об'єктів і, зазвичай, мають конструюватися з урахуванням вимог технічної естетики та інженерної психології. З цієї причини в особливо відповідальних випадках, наприклад, при проектуванні мнемосхем для типових об'єктів, у їх розробці мають брати участь фахівці з художнього конструювання (дизайнери). З основами художнього конструювання та ергономіки можна ознайомитись за такою літературою:
1. Йоганек Т. та ін. Технічна естетика та культура виробів. М., 1969;
2. Сомов Ю.С. Композиція у техніці. М., 1972;
3. Сидоров О.А. Фізіологічні чинники людини, що визначають компонування поста керування машиною. М.,1962.
Прикладений до даного матеріалу приклад мнемосхеми призначений лише для демонстрацій застосування рекомендацій даного матеріалу для розробки мнемосхем. Типи та модифікації комплектуючих виробів, застосованих у прикладі, слід розглядати як рекомендовані. Їх використання в прикладі не означає, що саме цим виробам слід надавати перевагу при конструюванні мнемосхем.
2. РОЛЬ МНЕМОСХЕМИ У СИСТЕМІ УПРАВЛІННЯ
Логіка, що лежить в основі заходів, що застосовуються оператором для ліквідації анормальних відхилень ходу технологічного процесу, багато в чому аналогічна логіці роботи майстра, який ремонтує складні електричні та інші промислові апарати та системи. Знання та розуміння технологічної схемикерованого (або ремонтованого) об'єкта є необхідною передумовою успішної роботи як оператора, і ремонтника. Саме з цієї причини для об'єктів зі складною, важко запам'ятовується або оперативно змінюваною технологічною схемою іноді буває доцільно розміщувати на щиті (або пульті) управління умовне спрощене графічне зображення керованого технологічного об'єкта, тобто застосовувати мнемосхему.
3. ДЕЯКІ ПРАВИЛА КОНСТРУЮВАННЯ МНЕМОСХЕМ
Про необхідність урахування вимог технічної естетики та інженерної психології при розробці мнемосхем вказувалося у запровадженні даного матеріалу. З вищевикладеного випливає, що принаймні у складних випадках у створенні мнемосхем повинен брати участь фахівець із художнього конструювання. У більш простих випадках розробку мнемосхем достатньо виконувати, керуючись нижченаведеними правилами, дотримання яких зазвичай дає прийнятні результати:
а) на мнемосхеме нічого не винні показуватися другорядні елементи технологічного процесу, відволікають увагу оператора і утрудняють пошук потрібних йому органів інформації та управління;
б) мнемосхема повинна давати оператору можливість швидкої загальної оцінки процесу. Тому на ній повинні бути відображені всі основні контури управління, однак ступінь деталізації не повинен бути надмірним, що ускладнює оцінку перебігу процесу;
в) зображення схеми процесу має бути не тільки красивим, а й досить компактним, доступним для огляду;
г) щільність розміщення символів на полі мнемосхеми не повинна бути надмірною. Вона повинна дозволяти вносити необхідні зміни надалі, якщо модифіковано технологію виробництва (схема процесу);
д) напрям основного технологічного потоку на мнемосхемі, як правило, повинен прийматися відповідно до загальноприйнятих напрямів листа та читання: зліва направо;
е) символи технологічних апаратів, що відносяться до однієї виробничої ділянки, повинні зображуватися на полі мнемосхеми поблизу один одного загальною групою. У межах таких груп слід розміщувати символи приблизно рівномірно. Такі групи слід виділяти відокремленням їх одна від одної;
ж) символи технологічних апаратів необхідно розміщувати на полі мнемосхеми таким чином, щоб звести до мінімуму кількість перетинів ліній мнемосхеми;
з) лінії технологічних потоків між символами апаратів слід проводити найкоротшим шляхом, але дотримуючись вимог п. ж;
і) на лініях технологічних потоків через зручні для оператора інтервали, як правило, біля апаратів, слід розміщувати стрілки «напрямок потоку»;
к) усі лінії технологічних потоків, які не закінчуються символами, повинні закінчуватися стрілкою «напрямок потоку» і, якщо це необхідно, пояснюючим написом».
4. СИМВОЛИ
Символи мнемосхем є спрощені зображення технологічних апаратів та інших пристроїв, що показуються на мнемосхемі. Символи технологічних апаратів, як правило, повинні бути приблизно подібними до відповідних апаратів.
Дотримання будь-якого одного для всієї мнемосхеми масштабного співвідношення між фактичними розмірами технологічних апаратів та відповідних символів, як правило, недоцільно.
Розміри (величини) символів повинні братися з урахуванням дистанції читання мнемосхеми оператором. Символами великих розмірів слід зображати відповідальні апарати (якщо розміри поля мнемосхемы це дозволяють), що також необхідно при розміщенні в символах органів контролю, сигналізації та управління.
Мінімально допустимі розміри символів з точки зору їх різниці оператором з відстані l, Визначається наступною формулою:
де S- Розмір символу;
l- відстань до символу по лінії погляду (у тих самих одиницях виміру, як і S);
a - кут зору (кутовий розмір) у кутових хвилинах (").
Для символів нескладної форми (всередині та зовні контуру символу є нескладні деталі) a = 21" ? 1" за нормальних умов освітлення.
Для символів складної форми величину a слід приймати рівною 35", для найменших деталей - ? = 6". Наведені вище цифри є мінімальними. Чи оптимальна величина символу, що забезпечує найбільш швидке зчитування, відповідає? =40" Розміри символів, що застосовуються при розробці креслень мнемосхем, слід перевіряти на їх розрізнення із заданої дистанції читання за графіком додаток 1, побудованим за формулою (1).
Щільність символів на мнемосхемі, тобто відстань між сусідніми символами в кутових величинах, повинна бути не менше 40". Символи різних технологічних ліній повинні розноситися на великі відстані.
Накладні символи, як правило, слід виготовляти з листового дюралюмінію завтовшки 1 – 2 мм. За домовленістю із заводом-виробником мнемосхем символи та лінії можуть бути виконані і з інших матеріалів, наприклад із пластичних мас.
Лінії технологічних потоків, а також імпульсні та командні лінії приладів та регуляторів повинні зображуватися накладними смугами з дюралюмінію. Ширину смуг доцільно приймати з ряду 4, 6, 8, 10 і 12 мм, причому лінії технологічних потоків повинні бути не менше ніж у два рази ширші за імпульсні та командні лінії. Лінії тонші (вже) 4 мм слід наносити фарбою (фарбовані лінії). На розсуд проектувальника, деякі символи можуть прийматися альбомом «Символи елементів мнемосхем щитів і пультів управління» (позначення 4.855.600 - 4.855.723), ДПІ ПМА, 1973.
Розміри шрифтів написів на мнемосхемах повинні прийматися з урахуванням відстаней, з яких читатимуться ці написи. Прийнятий для напису розмір шрифту слід перевіряти на далекоглядність за додатком 2.
5. ФАРБИ І КВІТКИ
Велика різноманітність технологічних середовищ та їх параметрів ускладнює стандартизацію номенклатури кольорів та їх відтінків для зображення технологічних ліній та апаратів на мнемосхемах. Як правило, кольори технологічних апаратів та ліній повинні приблизно збігатися з фактичним забарвленням технологічних агрегатів та трубопроводів за ГОСТ 14202-69 «Трубопроводи промислових підприємств. Розпізнавальне забарвлення, попереджувальні знаки та маркувальні щитки».
Обмеженість номенклатури кольорів, передбачених цим стандартом, робить доцільним застосування цих кольорів, головним чином для зображення основних технологічних середовищ.
Допоміжні середовища доводиться зображувати з відступом від розпоряджень цього стандарту, відповідно до рекомендацій фахівців з ергономіки та проектувальників технологічної частини проектованого об'єкта.
Як правило, трубопровід на схемі зображується двома паралельними лініями (як поздовжній переріз трубопроводу). Оскільки креслення мнемосхем зазвичай не розфарбовуються, то, для зображення кольорів на кресленні, кожному кольору, що зображує технологічне середовище, присвоюється число, що позначає колір (середовище), яке має вказуватися у розривах осьових ліній. Відстань між сусідніми числами в лінії має бути не меншою за 50 мм, див. рис. 1a.
а) дволінійне зображення; б) однолінійне зображення
Числа, що позначають кольори, що відповідають технологічним середовищам, слід надавати, починаючи з головної, у порядку зменшення важливості її для технології автоматизованого процесу.
Технологічні лінії мнемосхем шириною 4 мм і менше допускається зображати однією лінією, див. 1б.
Зважаючи на велику різноманітність кольорів, що застосовуються в мнемосхемах, для їх розмальовки доцільно використовувати масляні художні фарби першої групи за СТУ 30-12186-61. Мнемосхеми, що використовують кольори, передбачені номенклатурою фарб у ГОСТ 6465-63 та ГОСТ 926-63, допустимо розфарбовувати емалями ПФ-115 та ПФ-133 та іншими емалями, придатними для нанесення пензлем.
6. КРЕСЛЕННЯ МНЕМОСХЕМИ
Як правило, креслення мнемосхеми має виконуватися у вигляді окремого креслення у масштабі М1:2. Інші стандартні масштаби можуть застосовуватись лише в обґрунтованих випадках.
Креслення мнемосхеми має містити такі відомості:
а) габаритні розміримнемосхеми та місце її розміщення на щиті або пульті. Менімосхеми повинні розміщуватися в зручних для оператора зонах щита (пульта) управління. За наявності в мнемосхемі органів управління (ключів, кнопок) розміщення мнемосхеми має забезпечувати зручність користування ними. У цьому випадку органи управління повинні розміщуватись на мнемосхемі на висоті 550 - 1600 мм від рівня підлоги приміщення управління;
б) масштабне зображення мнемосхеми, у якому закоординовано розміщення основних символів технологічних апаратів. Координати символів допускається не вказувати, якщо про це є домовленість із заводом-виробником мнемосхеми.
При побудові та розміщенні символів, що містять вбудовані в них сигнальні лампи, кнопки тощо, необхідно враховувати конструктивні особливості виробів, що вбудовуються, можливість і зручність їх монтажу та обслуговування;
в) кольори всіх символів, ліній технологічних потоків, імпульсних та командних ліній приладів та регуляторів. Рекомендації див. у розділі 5 цього матеріалу;
г) типи, кольори та кількість вбудованих у символи ламп, кнопок та інших виробів;
д) пояснювальні написи, стрілки «напрямок потоку» і, якщо це необхідно, позначення контрольованих точок вимірювання та параметрів;
е) номери позицій апаратури мнемосхеми за замовленою специфікацією та її позначення за електричними (пневматичними) схемами;
ж) розміри символів та матеріал, з якого вони виготовляються;
з) вказівки про фарби для розфарбовування символів та ліній. розділ 5 цього матеріалу;
і) номери креслень типових конструкцій;
к) вказівки про кріплення символів та ліній мнемосхеми. Як правило, вибір способу кріплення символів слід надавати заводу-виробнику, про що робиться вказівка на полі креслення на кшталт: «Кріплення символів мнемосхеми робити за нормалями заводу-виробника».
Основний напис, перелік складових частин, перелік апаратури та таблиця умовних позначень повинні виконуватись за формами керівного матеріалу РМ 4-59-70.
Приклад оформлення креслення мнемосхеми прикладено до справжнього керівного матеріалу.
Додаток 1
Мінімальні розміри символів та їх деталей в залежності від дистанції читання (див. розділ 4)
Додаток 2
Розмір шрифту написів в залежності від дистанцій читання
