HMI на базе рабочих станций оператора

Очень важным моментом в системе управления является органи-

зация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным

комплексом. Обеспечение такого взаимодействия является задачей

человекомашинного интерфейса (H M I h u m a n machine interface).

Слово «автоматизированная» в аббревиатуре АСУ ТП подразумевает

непосредственное участие человека в процессе реализации системой

определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем

эффективнее взаимодействие человек — система управления. В со-

временных АСУ ТП HMI реализуется двумя способами: 1) на базе

специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых

в центральной диспетчерской; 2) на базе панелей локального управ-

ления, устанавливаемых непосредственно на технологических объ-

ектах. Иногда эти два варианта комбинируются, чтобы достичь наи-

большей гибкости управления.

Рабочая станция оператора (OS, operator station) аппаратно

представляет собой персональный компьютер с несколькими широ-

коэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необхо-

димыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего

уровня (например, на базе Industrial Ethernet).

На станции оператора устанавливается программный пакет ви-

зуализации технологического процесса (SCADA-система).

Существует две схемы подключения операторских станций к уров-

ню управления. По первой схеме каждая операторская станция под-

ключается к контроллерам уровня управления напрямую или с по-

мощью промежуточного коммутатора. Подключенная таким образом

операторская станция работает независимо от других станций сети и

поэтому часто называется одиночной. По второму варианту опера-

торские станции подключают к серверу или резервированной паре

серверов, а серверы, в свою очередь, подключаются к промышленным

контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, по-

стоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по за-

просу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме,

часто называют клиентскими.

HMI на базе панелей

Локального управления

В большинстве случаев рабочие станции устанавливаются центра-

лизованно в диспетчерском центре (операторной), охватывающем

одну технологическую установку, производственный участок, а ино-

гда и целое предприятие. Однако зачастую требуются пункты локаль-

ного управления по месту. Они дают возможность персоналу, рабо-

тающему непосредственно на установке, осуществлять постоянный

мониторинг технологического процесса и локальное управление, на-

пример изменение каких-либо уставок и т. п. Эти пункты локально-

го управления называются операторскими панелями локального

мониторинга и управления.

Операторская панель представляет собой компактную вычисли-

тельную машину со встроенным жидкокристаллическим дисплеем.

Для реализации функций управления панели снабжаются блоками

кнопочного управления и/или сенсорными экранами. Типовая панель

предоставляет пользователю следующие возможности: 1) визуализа-

ция параметров технологического процесса в текстовом или графи-

ческом режимах; 2) управление и обработка аварийных сообщений,

регистрация времени и даты возникновения аварийных сообщений;

3) ручное управление с помощью функциональных кнопок или сен-

сорного экрана; 4) возможность свободного программирования

графики и настройки функциональных клавиш; 5) построение диа-

грамм и трендов, отображение сводных отчетов. В графическом ре-

жиме визуализация процесса происходит с помощью интерактивных

мнемосхем, очень похожих на те, которые имеются в операторских

станциях, только более компактных (это связано с ограниченным

разрешением экрана). В текстовом режиме процесс отображается в

виде строк или в виде специальных таблиц. Поскольку текстовый

формат представления данных недостаточно нагляден и информати-

вен, графические панели получили большее распространение.

Операторские панели разных моделей различаются типом и раз-

мером экрана (монохромный или цветной), организацией управления

(сенсорный экран или функциональные кнопки), количеством под-

держиваемых сетевых коммуникационных протоколов, быстродей-

ствием процессора и объемом встроенной Flash-памя т. Интеграция

операторской панели в систему управления зависит от поддерживае-

мых сетевых протоколов и наличия соответствующих коммуникаци-

онных интерфейсов. Большинство современных панелей поддержи-

вают, по меньшей мере, два сетевых протокола: один служит для

подключения панели к полевой шине (Profibus, Modbus и т.д.), дру-

гой — для интеграции в сеть верхнего уровня (Industrial Ethernet).

Подключенная к шине панель может выступать и как ведущий узел,

и как ведомый.

Контрольные вопросы

1. На какие классы делятся все АСУ ТП?

2. Что означает понятие реального времени в системах автоматизации?

3. Каковы характерные особенности SCADA-систем с точки зрения про-

цесса управления?

4. Что такое промышленная сеть?

5. Какие виды сетевой топологии вы знаете?

6. Каким образом тип доступа к физическому каналу определяет регламент

использования отдельными устройствами общей линии связи?

7. Что такое человекомашинный интерфейс?