ПИК ПРОГРЕСС
 разработка, производство, внедрение АСУТП
Типовые рабочие местаSCADA 'Венец'САПР 'Автограф'Стандарт OPC

Типовые рабочие места ПТК "Космотроника-Венец"

Типовые рабочие места системы верхнего уровня


Основным звеном системы верхнего уровня АСУ ТП являются рабочие места оперативного персонала (ОРМ): оператора котлоагрегата, турбогенератора, электрика и т.п. Каждое рабочее место включает в свой состав: два-три компьютера с 24-дюймовыми мониторами с программным комплексом оперативного дисплея (ОД) и функциональными клавиатурами (ФК) и один компьютер с программой сигнализационного дисплея (СД).




Оперативный дисплей

Сигнализационный дисплей

Система управления базами данных

Рабочее место программиста-технолога

Рабочее место дежурного инженера АСУ ТП

Рабочее место диагностики КТС

Рабочее место расчета технико-экономических показателей


Оперативный дисплей


На ОД устанавливается система отображения и управления, созданная средствами САПР «Автограф». На ОД поступает информация, необходимая для мгновенного отображения хода технологического процесса. С помощью ФК или мыши оператор может выдавать команды дистанционного управления. На каждый контроллер нижнего уровня с оперативных рабочих мест верхнего уровня передаются по сети перечни элементов, необходимые им для работы программы отображения и управления. Контроллеры системы НУ передают изменившуюся информацию сначала на оперативные дисплеи по имеющимся перечням, а также всю изменившуюся информацию на Ретро-сервер.

Функции отображения ОД


На ОД оператору представляется возможность увидеть следующую информацию:

  • мнемосхема (первоначальный срез и далее текущая информация передается с контроллеров НУ);




  • таблицы изменений аналоговых параметров (информация запрашивается с ОБД-сервера);

  • графики (тренды) параметров (ретроспектива получается с ОБД-сервера по запросу, текущие значения - с контроллеров НУ);

  • гистограммы (текущие значения получаются с контроллеров НУ);

  • протокол событий (информация - с ОБД-сервера, текущие значения - с контроллеров НУ);

  • специальные формы отображения дискретной и аналоговой информации в окне управления;

  • аварийные или другие сообщения об отклонениях от нормы технологического процесса в строке сообщений (информация поступает с контроллеров НУ).


Функции управления ОД


С помощью функциональной клавиатуры (ФК) или мыши оператору доступны в режиме дистанционного управления (ДУ) функции управления арматурой, электродвигателями и выключателями («открыть», «закрыть», «включить», «выключить», «стоп» и т.п.). Так же можно назначить или запретить режим автоматического управления и регулирования, функционально-группового управления, изменить или установить задание регуляторам и т.д.


Функции сигнализации ОД


Сигнализация на ОД выводится в окне «Оперативное меню». Все меню разбито на несколько технологических групп: котел, турбина, генератор, общестанционное оборудование, ОРУ, оборудование АСУТП и т.д. В каждую группу входит несколько подгрупп, в каждую подгруппу – несколько мнемосхем функциональных узлов. Сигнализация выполнена следующим образом. В случае выхода какого-либо параметра за пределы предупредительной или аварийной уставки в оперативном меню меняется фон на красный цвет в группе и подгруппе, к которой принадлежит параметр. После щелчка мышью по соответствующей подгруппе перед оператором высвечивается код и название мнемосхемы, на которой имеется сработавший параметр. Щелкнув мышью по названию мнемосхемы, она вызывается на экран. Если в подгруппе сработали несколько датчиков, в списке окажутся все мнемосхемы с отклонившимися параметрами.

В верхнюю строку оперативного меню выводятся сообщения о работе технологических защит: срабатывание защиты, ввод/вывод АВЗ или накладки, другие сообщения о работе подсистемы защит.
В специальном окне ОД сигнализируется о неисправности в работе комплекса технических средств. После щелчка мышью на экран вызывается список неисправных субблоков или модулей. По мере ввода в строй отказавших элементов КТС список автоматически корректируется до последнего устранения неисправности.


ПМО оперативного дисплея


На этапе проектирования мнемосхем средствами САПР «Автограф» создаются видеокадры (мнемосхемы) и оперативные таблицы изображений и формы отображения, являющиеся входными исходными данными ПМО системы отображения и управления реального времени (СОУРВ).

Выбор режима работы оперативного дисплея производится с помощью функциональной клавиатуры или мышью.

Пакет программ ПМО СОУРВ построен по модульному принципу, а именно:

  • отдельные задачи реализуются в виде самостоятельных программных модулей;

  • изменения, вносимые в один из модулей, не влияют на функции других модулей;

  • программные модули и связи между ними образуют структуру с четкими принципами построения.

При создании ПМО было также предусмотрено:

  • возможность автономной загрузки и отладки отдельных частей пакета;

  • защита уже сгенерированной и загруженной части от случайных изменений.

Модульность построения ПМО позволяет как использовать уже созданные программные модули, так и проектировать новые, если внешние условия работы изменились.



Сигнализационный дисплей





СД предназначен для вывода информации (сигнализации) о фактах выхода параметров системы за пределы нормы и входит в состав ОРМ операторов-технологов. Например, на БЩУ блока обычно устанавливаются три СД - по одному на каждое РМ оператора-технолога котла и турбины и старшего машиниста блока. СД может использоваться также и на других РМ.

Технологическая сигнализация подразделяется на предупредительную и аварийную.

Предупредительная сигнализация - это информация отклонений от нормального ведения технологического процесса во всех режимах работы блока. С помощью предупредительной сигнализации оперативному персоналу блока выдается информация о возможном развитии ситуации до аварийной.

К аварийной сигнализации относятся:

  • срабатывание технологических защит, действующих на останов или разгрузку оборудования;

  • аварийные отключения механизмов и групп оборудования блока;

  • выход аналоговых параметров за пределы аварийной уставки;

  • ряд специально оговариваемых сигналов.

Перечень всех возможных сообщений, выводимых на СД, хранится в базе данных СД и может оперативно корректироваться.

Оператору предоставляется также информация о действующих отклонениях технологического процесса с помощью специально вызываемого окна с таблицей сигналов (см. рис.4.15).

Для каждого СД имеется возможность индивидуальной настройки на вывод принимаемой информации по технологической принадлежности сигнала. Настройка осуществляется с помощью динамически настраиваемого меню. Оператор имеет возможность включать/отключать любые группы и подгруппы простым щелчком мыши в соответствующих пунктах динамического меню, расположенного в шапке экрана СД.

Любой СД может быть дополнительно настроен на вывод только определенного типа информации по технологическим модулям (ТМ) системы.

К другим функциям СД относятся:

  • Просмотр архива сигнализационных сообщений за любой интервал времени непосредственно с СД.

  • Возможность одновременного квитирования как пассивных сигналов, так и всех сигналов, пришедших в норму.

  • Быстрый поиск аварийных и предупредительных сигналов, ушедших за границы изображения экрана.

  • Квитирование табло сигнализации системы отображения коллективного пользования (просветных экранов) с клавиатуры СД.

  • Оперативная информация о количестве аварийных, предупредительных и прочих событий в динамическом окне «Контроль».

  • Обновление оперативной таблицы СД без перезагрузки программы, т.е. при изменении в базе данных каких-либо параметров ТМ (ввод/вывод признака сигнализации, изменение уставок сигнализации или маски сигнализации и т.п.) программа динамически подстраивается под новые данные.

  • Контроль действий оператора СД.

Вид выводимой на экран СД сигнализации может быть легко изменен средствами САПР «Автограф». Кроме того, например, экран СД может быть выполнен в виде табло сигнализации, на которое выводятся обобщенные сигналы. Каждое изменение состояния обобщенного сигнала будет расшифровываться до самого нижнего уровня (сработавшего датчика).


Система управления базами данных


СУБД включает в себя Ретро-сервер, совмещенный с АБД-сервером. Организация и ведение оперативной базы данных осуществляется средствами Ретро-сервера. Весь поток изменяющихся параметров, состояния технологического оборудования и комплекса технических средств организуются в единую базу данных и хранятся на Ретро-сервере. Глубина хранения – минимум последние 12 (настраивается пользователем) часов. С целью предотвращения потерь ретроспективной информации Ретро-сервер в системе дублирован. В системе функционируют два Ретро-сервера, один из которых является основным, второй - резервным. Находясь в основном режиме, сервер обрабатывает запросы от оперативных рабочих мест и РМ неоперативного контура, поддерживает оперативный 12-ти часовой архив и каждый час сбрасывает данные в долговременный архив, находящийся на АБД-сервере.

Задача получения и хранения ретроспективной информации решается в ПТК АСУТП архивным СУБД-сервером (АБД-сервер). Ретро-сервер каждый час переписывает на АБД-сервер всю накопившуюся информацию по аналоговым и дискретным параметрам и по состоянию сетевых связей и запросов. На АБД-сервере эта ретроспективная информация хранится за последние 30-60 суток. Вся накопленная информация переписывается на внешний накопитель (CD-диск).

На АБД-сервере организована SQL база данных для хранения аналоговых и дискретных параметров системы и спроектированных технологических модулей для формирования паспортов параметров, мнемосхемы, алгоритмы управления и регулирования. Таблицы базы данных включают в себя основные атрибуты параметров: системный номер, код, наименование, адрес подключения, шкалы и уставки в различных режимах работы энергоблока, признак участия параметров в сигнализации, вид первичной обработки параметра, контроль на достоверность и т.д. Здесь же хранится справочная информация, необходимая для правильной эксплуатации АСУТП в целом. Справочные таблицы содержат информацию, необходимую оператору, например: термодинамические свойства воды и пара, нормы качества пара и воды, карта уставок защит, карта блокировок и т.п.

Кроме того, на АБД-сервере хранятся:

  • базы данных (БД) аналоговых и дискретных параметров системы для формирования паспортов параметров;

  • БД технологических модулей и блоков управления;

  • БД исходных данных для алгоритмов защит, блокировок, регуляторов, алгоритмов ФГУ;

  • БД для решения задачи АДЗ;

  • мнемосхемы и оперативные таблицы

С целью предотвращения потерь ретроспективной информации в системе функционируют два Ретро-сервера, один из которых является основным, второй - резервным.

Резервный сервер контролирует наличие основного в сети и параллельно накапливает и хранит оперативный 12-ти часовой архив. В случае отсутствия основного сервера (определяется неполучением в течение 20 секунд посылки синхронизации) резервный сервер берет на себя функции основного. Переключения режимов серверов «основной/резервный» может быть также осуществлено оператором через сетевую оболочку NetBox.

Для обеспечения защиты от потерь информации при сбросе данных на АБД-сервер Ретро-серверы имеют на своих дисках резервные каталоги сбора информации. Основной сервер при обнаружении ошибок архивации переписывает данные в свой резервный каталог. Резервный сервер всегда переписывает данные в резервный каталог. Глубина хранимой в резервном каталоге информации зависит от емкости накопителя.

Оба сервера накапливают также протоколы своей работы (сетевые обращения к ним).

Разнесение функций Ретро-сервера и АБД-сервера в разные компьютеры обеспечивает:

  • защиту оперативного контура управления блоком от возможности вмешательства пользователей, работающих с архивной информацией;

  • обеспечение машинистам оперативного контура гарантированно высокой скорости получения информации из оперативной базы данных;

  • вынесение на сервер архивной базы данных операций по записи архивной информации на долговременные носители, которые ведутся с захватом большей части ресурсов, что делает невозможным их использование в оперативном режиме;

  • дополнительное разделение (помимо сетевого брэндмауэра) общестанционного и блочного уровня ЛВС.


Рабочее место программиста-технолога


Рабочее место программиста-технолога (РМПТ) предназначено для:

  • создания и редактирования мнемосхем и других экранных форм представления информации средствами САПР «Автограф»;

  • формирования и коррекции паспортов системы и пересылке их на технологическое рабочее место (ТРМ) программистов и в ПрК системы нижнего уровня;

  • просмотра паспортов параметров, с которыми работают ПрК;

  • разработки, коррекции и засылки в систему НУ алгоритмов защит, блокировок, регулирования, ФГУ.





Создание и коррекция мнемосхем и оперативных таблиц (ОТ), алгоритмов управления и регулирования осуществляется средствами САПР «Автограф». Разработанные мнемосхемы переписываются на АБД-сервер, откуда они считываются при инициализации рабочих мест.





Формирование паспортов параметров системы производится на основе таблиц SQL баз данных, хранящихся на АБД-сервере. Паспорта являются отображением т.н. документов, включающих в себя изображение и структурированные массивы данных, содержащие всю информацию по параметрам. Эта информация полностью совпадает с содержимым таблицы БД, данные которой использовались при создании массивов. После создания массива данных они пересылаются в контроллеры системы нижнего уровня в составе паспортов параметров.

На РМПТ производится:

  • коррекция и просмотр паспортов параметров в ПрК;

  • разработка, коррекция и засылка в систему НУ алгоритмов защит, блокировок, регулирования;

  • просмотр и анализ загруженных алгоритмов в контроллерах НУ.

Все эти действия производятся в режиме реального времени

Рабочее место дежурного инженера АСУ ТП


Рабочее место дежурного инженера АСУ ТП (РМ ДИ АСУТП) предназначено для:

  • оперативного наблюдения за ходом технологического процесса;

  • оперативного контроля состояния КТС;

  • просмотра ретроспективной информации в виде таблиц, графиков, протоколов и в режиме «видеомагнитофона»;

  • формирования, просмотра и печати различных ведомостей, характеризующих работу системы;

  • просмотра протокола действий оператора;

  • просмотра протокола ОБД-сервера.


Рабочее место диагностики КТС


Рабочее место диагностики КТС (РМ ДКТС) предназначено для:

  • удаленного контроля работоспособности всех сетевых станций;

  • изменения номера основного адаптера на сетевых станциях верхнего уровня;

  •  назначения ведущего-ведомого комплекта ПрК НУ;

  • контроля состояния комплекса при помощи мнемосхем КТС;

  • отключения управляющих функций субблока при его замене;

  • формирования отчетов по состоянию и работоспособности КТС.

Главное информационное окно РМ ДКТС предназначено для отображения базовой информации по состоянию и функционированию КТС. Из данного окна могут быть вызваны подчиненные окна, показывающие соответствующую информацию по КТС. Реализованы следующие окна.


Окно «Устройства»




Окно «Устройства» предназначено для отображения режимов работы сетевых устройств верхнего и нижнего уровня, а также управления выбранным устройством. Информационная часть окна разбита на две части:
  • Сетевые устройства - располагается в верхней части и служит для отображения состояний и режимов функционирования сетевых устройств верхнего и нижнего уровня.
  • Субблоки - находится в нижней части окна и используется для отображения состояний и режимов работы субблоков в стойках.

    • Окно Телеметрия



    Данное окно содержит сводную таблицу с телеметрической информацией, разбитой на следующие колонки, где:
    • Станция - сетевое имя станции;
    • IP адрес - сетевой адрес адаптера станции;
    • Локальное имя - текущее время на сетевой станции;
    • Наработка - время непрерывной работы;
    • CPU - свободная производительность процессора;
    • RAM - свободная доступная память.

    Окно Протокол


    Окно Протокол позволяет произвести оценку работоспособности КТС. Состояния ТС выводятся в специализированную таблицу, разбитую на следующие колонки:

    • Системный номер - идентификационный номер ТС.

    • Код АКС - идентификационный код ТС.

    • Наименование - название ТС.

    • Стойка - номер стойки (для РМВУ отсутствует).

    • Время - время последнего изменения состояния ТС.

    • Наработка - время непрерывной работы ТС.

    • Сбои - число зафиксированных неисправностей (сбоев).

    • Неисправность - время, в течение которого (за выбранный отрезок времени) ТС находился в неисправном состоянии.


    Окно Стойки




    Данное окно предназначено для отображения состояний ПрК и субблоков в стойках. Информация поступает независимо от каждого ПрК в стойке.
    Субблоки и ПрК окрашиваются, в зависимости от состояния, в один из трех цветов:
    • Красный - субблок или ПрК неработоспособно.
    • Желтый - субблок или ПрК не введено в работу.
    • Зеленый - субблок или ПрК полностью работоспособно.

    Окно Сеть



    Окно Сеть предназначено для комплексного отображения состояния сетевых каналов связи между станциями как верхнего, так и нижнего уровня.

    Данное окно разбито на четыре области:

    • Сводная таблица сетевых связей - используется для отображения состояния каналов связи между сетевыми устройствами всего комплекса.

    • Индивидуальные таблицы сетевых связей - отображают всю имеющуюся информацию по сетевым обменам между двумя выбранными станциями.

    • Настройки - обеспечивают выборочное отображение информации в сводной таблице.

    • Диаграмма - отображает свободные ресурсы памяти и процессора у двух выбранных сетевых станций.


    Рабочее место расчета технико-экономических показателей


    Данные расчета ТЭП представляются оператору-технологу для более экономичного ведения режима работы энергоблока. Исходные данные для расчета ТЭП формируются на самом РМ ТЭП в виде ежесекундных срезов оперативной информации. Дискретность расчета режимных и информационных задач может быть произвольной и определяется постановкой задачи. Сформированные выходные формы выдаются в виде таблиц оператору-технологу или другому персоналу станции.


    Общая структура АРМ ТЭП


    Установленная на рабочем месте программа OpenServer (Открытый Сервер) обеспечивает сбор и рассылку информации по датчикам и технологическим модулям клиентам данного сервера. Клиентами открытого сервера могут выступать как внутренние машины комплекса, обеспечивающие соединение с сервером путем создания каналов через внутреннюю сетевую оболочку, так и внешние, организующие обмен через ActiveX-элемент OpenClient.ocx. Кроме того, на рабочем месте установлен клиент Microsoft SQL Server 2005 Standard, а также Microsoft Access и Excel из выпуска Office 2010. Последние программы позволяют легко строить всевозможные формы и отчеты стандартными средствами MS Office.

    На АРМ установлен так называемый Планировщик расчета ТЭП. Планировщик предназначен для обеспечения своевременного запуска основной программы. Он также выполняет заказ параметров, используемых в предварительном расчете, на Открытом Сервере , осреднение их по выбранному интервалу, замену недостоверных параметров номинальными значениями и запись осредненных параметров на SQL-сервер. Настройка периодичности запуска расчетной задачи может быть произвольной с точностью до минуты. Результаты расчета отображаются в виде часовых, сменных, суточных и месячных ведомостей.

    Дополнительно в составе АРМ ТЭП поставляется программа «Планировщик расчета ТЭП по архиву», позволяющая производить расчеты по хранящимся на АБД-сервере архивам. Это средство, между прочим, позволяет отказаться от дублирования в комплексе АРМ ТЭП. Очевидно, что при выходе из строя по каким-либо причинам и последующем восстановлении этого рабочего места расчетные параметры будут пересчитаны по архивным данным.

    Мощным средством отладки расчетных задач является программа «Анализатор ТЭП», предназначенная для детального анализа расчета ТЭП. Эта программа может быть также установлена на локальном рабочем месте, например на стенде расчета ТЭП, где по архивным данным могут проверяться и отлаживаться любые расчетные задачи. В роли АБД-сервера выступает та же машина, на которой установлены программы расчета.