SCADA - система EISA

1. Назначение.

1.1. EISA предназначена для создания верхнего уровня ПТК на базе контроллеров СКБ ПСИС для АСУ ТП. На декабрь 2004 г. запущено более 200 систем в различных отраслях промышленности. «Максимальная» из них включает около 1000 аналоговых и дискретных входов (Котельная 80 гкал. г. Пыть-Ях).

1.2. EISA работает в реальном времени и обеспечивает надежное управление технологическим оборудованием и его мониторинг. Наличие архивов, использование функциональных клавиатур, автоматический старт программы при загрузке операционной системы исключают как несанкционированный доступ к программному обеспечению, так и несанкционированное использование компьютеров.

Взаимодействие персонала с системой EISA не требует специальной компьютерной подготовки, так как он оперирует функциональной клавиатурой и/или опциями меню, контролируя изменение цвета элементов мнемосхем, появление предупредительных и аварийных сообщений и звуковые оповещения. Цветовая гамма, названия клавиш функциональной клавиатуры и система подтверждения действий снижают вероятность ошибок.

1.3. Поставка (CD-ROM) включает исполняемые файлы, конфигурационные базы данных, справочники, файлы мнемосхем, библиотеки изображений, драйверы связи, а также редактор мнемосхем, исходные тексты исполняемых файлов, фирменные средства инициализации функциональных клавиатур и текстовую документацию, что делает систему совершенно открытой для перенастройки и изменений специалистами АСУ ТП Заказчика.

1.4. Основные технические характеристики

1. Информационная мощность

Количество входных / выходных сигналов:

Ограничено установленным на нижнем уровне оборудованием

Количество видеокадров

Не ограничено

Количество динамических элементов на одном видеокадре

Ограничено размером экрана

Количество стандартных типов технологической сигнализации

3

Количество сообщений

Не ограничено

Количество исторических графиков

Все аналоговые сигналы

Периодичность обновления графиков, с

1

«Глубина» хранения графиков

3 месяца

2. Отображение информации

Время полной смены кадра, с

не более 1

Цикл обновления оперативной информации на мониторе, с

не более 0,2

Периодичность записи в архив, с

1

Рабочий видеорежим

от 1024 х 768 х 32

3. Передача упарвляющих воздействий

 

Задержка представления аварийных сигналов, с

не более 0,2

Задержка в передаче командных сигналов, с

0,1

Среднее время передачи команды и получения подтверждения в цепях дистанционного управления, с

1

4. Программное обеспечение

Среда разработки

Delphi 4

Операционная система

Windows 2000

Предустановленные программы

BDE Administrator

Формат баз данных

DBF (DBASE)

2. Общие положения.

2.1. Типичная структура системы приведена на рисунке 1.

2.1.1 Характеристики нижнего уровня ПТК зависят от типа, назначения и особенностей технологического оборудования и требований заказчика.

2.2 Верхний уровень представляет собой один, два (рекомендуется) или более компьютеров объединенных локальной сетью. Эта сеть может использоваться и для связи ПТК со следующим уровнем АСУТП. EISA подключаются к контроллерному уровню ПТК с помощью тех или иных преобразователей интерфейсов ( RS -232/ RS -485, USB / RS -485).

Рис. 1

Для обмена информацией и командами управления между контроллерами и компьютерами используется фирменный протокол. Компьютеры PC1 и PC2 являются равнозначными. Кроме повышения надежности, наличие двух компьютеров позволяет одновременно работать с различными мнемосхемами.

2.3. Модуль «клиент-сервер» системы дает возможность подключения компьютеров – клиентов для создания дополнительных пунктов диспетчеризации данных в локальной сети предприятия.

2.4. Для упрощения работы оперативного персонала, рекомендуется комплектовать компьютеры функциональными клавиатурами. Раскладка и назначение клавиш управления создаются индивидуально для каждого проекта.

2.5. Встроенные средства EISA для создания проекта:

- база графических элементов мнемосхем технологического оборудования;
- редактор мнемосхем;
- настраиваемая база аналоговых сигналов, позволяющая включать в систему в виде графиков и цифровых значений любой аналоговый сигнал;
- возможность использования математических формул для вычисления необходимых данных из аналоговых сигналов;
- возможность использования для создания мнемосхем любых шрифтов, установленных в Windows;

2.6. Каждое графическое изображение элемента технологического оборудования может иметь до 16 различных состояний. Все элементы рисуются в любом графическом редакторе и записываются в BMP формате. Это позволяет расширять номенклатуру графических элементов.

2.7. Встроенный редактор позволяет создавать мнемосхемы и настраивать графические элементы на изменение состояния по реальным входным данным.

3. Функции.

3.1 EISA обеспечивает:

- обмен данными с контроллерами ПТК;
- представление оперативному персоналу в реальном времени наглядной информации в виде мнемосхем технологического оборудования;
- дистанционное управление оборудованием;
- вывод предупредительных сообщений;
- вывод аварийных сообщений;
- протоколирование аварийных ситуаций, действий оператора и предупредительных сообщений;
- регистрацию аналоговой информации с возможностью ее просмотра на базе времени от 1 минуты до 1 суток;
- обработку полученной аналоговой информации (усреднение, суммирование);
- предупредительную сигнализацию о выходе значений аналоговых параметров за допустимые границы;
- просмотр и распечатку архивов;
- взаимный контроль работы компьютеров.

3.2. При отсутствии связи с тем или иным абонентом нижнего уровня EISA выдает соответствующие сообщения. Отказы и восстановления связи фиксируются в архиве.

3.3. Основным видом представления информации являются мнемосхемы различной степени детализации количество которых не ограничивается. Информация группируется по функциональному признаку и отображается в виде фрагментов технологических схем. Примеры мнемосхем приведены на рисунках 2 и 3.

Рис. 2

Рис. 3

Как правило, представлены следующие типы мнемосхем:

- общая схема технологических объектов;

- схемы отдельных объектов;
- схемы отдельных узлов технологического оборудования;
На каждой мнемосхеме отображаются:
- наименование;
- текущее время;
- состояние оборудования (например, арматура открыта, закрыта, открывается, закрывается);
- значение аналоговых параметров в цифровой форме;
- динамические барографы, меняющие свою длину в зависимости от величины аналогового параметра в %.
- состояние дискретных переменных в виде надписей (например, «вкл», «откл», «откр», «закр.»);
Информация на мнемосхемах дополняется:
- изменением цвета оборудования;
- изменением цвета при предаварийных и аварийных событиях;
- текстовыми надписями, отражающими состояние оборудования (например, для регуляторов «А», «Р» «Больше», «Меньше»);
- другими элементами динамики, количество которых ограничено размерами экрана.

3.4. Дистанционное управление оборудованием ведется с функциональной клавиатуры. При этом, на мнемосхемах отслеживается оперативное изменение информации, например, при открытии заслонки увеличивается длина барографа, указывающего положение данной заслонки. При достижении заслонкой концевика закрытого или открытого положения изменяется ее цвет.

3.5. При возникновении «предупредительных» ситуаций поверх любой мнемосхемы выдается окно со списком сообщений. Эти сообщения автоматически фиксируются в архиве с указанием момента возникновения.

3.6 Возникающие аварийные ситуации приводят к выводу поверх любой мнемосхемы окна текущих аварий с одновременной фиксацией событий в архиве.

3.7 Все аварии, предупредительные сообщения и действия оперативного персонала, фиксируются в архиве с указанием даты и времени возникновения. Просмотреть архив можно в отдельном окне. Для упрощения работы с архивной информацией предусмотрена фильтрация данных. Можно выбрать дату и время, за которые необходимо

просмотреть информацию, получить информацию только с определенного объекта, а также выбрать только нужные сообщения, например, действия оператора или действия оператора и аварии и.т.д.

Выбранные оперативным персоналом данные могут быть распечатаны или выведены в файл в виде базы данных.

3.8 Аналоговые величины представляются в виде графиков. Существует два режима просмотра: первый – история изменения параметра за определенное время, второй – слежение за параметром в реальном времени (аналог самописца). Графики просматриваются в специальном окне. Одновременно можно видеть как график отдельного параметра, так и группу до 4 графиков. При просмотре нескольких графиков они маркируются в физических величинах одного из параметров (назначенного персоналом).

Интервалы времени графиков - 1мин, 10 мин, 30мин, 1 час и т.д. до 24 часов (по выбору).

Информация для построения графиков обновляется с периодичностью 1,0 с. Общее количество графиков не ограничено. Вывод графиков архивных значений параметров на принтер возможен в черно-белом или цветном виде.

3.9. Возможна обработка полученной аналоговой информации. По сохраненным данным вычисляются среднее значение величин или суммарное значение за определенный промежуток времени.

3.10. При приближении значений аналоговых параметров к уставкам сигнализации их цифровые значения меняют цвет фона (например, на красный), что позволяет оперативному персоналу принять меры и не допустить срабатывания защит. Уставки вводятся персоналом.

4. Информационное и лингвистическое обеспечение.

4.1 Информация на экранах мониторов в виде мнемосхем и текстовых сообщений непрерывно и полно отражает состояние процесса управления и ПТК.

4.2 В любой момент времени, исключая аварийные ситуации, доступны все мнемосхемы, архивы, окна настроек, параметры связи. Набор мнемознаков, символов, термины и сокращения являются принятыми в той области промышленности, которую обслуживает система и наглядными. Достоверность информации обеспечивается непрерывным ее обновлением, фильтрацией данных с контроллеров и надежными протоколами обмена.

Стандартными (предлагаемыми заказчику) решениями являются:
- фон экрана – темно-серый;
- газопроводы - желтый;
- трубопроводы сетевой воды – синий;
- воздуховоды – голубой;
- газоходы и топка – серый;
- фон цифровых параметров, превышающих уставки – красный;
- тексты сообщений – на русском языке.

5. Требования к характеристикам компьютеров.

Intel Pentium IV / ОЗУ 128 Mb / FDD 1,44 / HDD 40 Gb / Видеокарта AGP 8 Mb / Монитор 17” / Блок бесперебойного питания APC SmartUPS 600ВА / Принтер формата А4 c труйный или лазерный / Клавиатура с разъемом PS 2 / Сетевая карта PCI 100Мб/обязательно наличие двух последовательных портов (СОМ) при использовании конвертеров RS -232/ RS -485 или двух USB портов при использовании конвертера USB / RS -485.
Программа EISA функционирует в операционных системах Windows 2000 Professional и Windows XP . Лицензирование ОС и ее установка на компьютер осуществляется заказчиком.
Рекомендуемые жесткие диски ( HDD ) фирм производителей: Seagate ( Barracuda ), Maxtor , Western Digital , IBM .
Рекомендуемые процессоры ( CPU ): Intel Pentium IV , Celeron . Не рекомендуется использовать процессоры других фирм изготовителей ( AMD , Cyrix , WinChip и пр.).
Если в информационно-управляющей системе верхнего уровня используется более одного компьютера, все используемые компьютеры необходимо связать в локальную сеть соединением витой парой.
На время наладки необходимо: привод CD - ROM , установленный на один из компьютеров для инсталляции программного обеспечения.
В рабочем режиме система управляется функциональной клавиатурой, поставляемой вместе с программой EISA и манипулятором мышь. Мышь позволяет использовать дополнительные возможности системы, которые могут помочь оператору в работе. Эти возможности недоступны с функциональной клавиатуры. Однако, для управления оборудованием присутствие мыши необязательно. Возможна замена манипулятора мышь бытового исполнения на другие манипуляторы промышленного исполнения (мышь, трекбол).