Протоколирование и обработка особых состояний (тревоги и события), аварийные сигнализации

Характерной особенностью SCADA-систем является встроенный механизм обработки особых состояний (Тревоги и События) с обеспечением их отображения, записи и печати:

· тревоги – предупреждения о ненормальном ходе технологического процесса, как правило, требующие немедленной реакции оператора. Типичным примером тревоги является превышение какой-либо переменной (например, температурой) заранее заданного предела (уставки), неожиданное отключение механизма, пропадание давления рабочей жидкости и т.п. Сообщения об этих тревогах передаются оператору, который должен подтвердить факт получения данного сообщения («квитировать» сообщение).

· события – информация об изменениях в статусе технологического процесса (например, возврат параметра из аварийного состояния в нормальное) или о действиях обслуживающего персонала (например, регистрация оператора) и не предполагают немедленной реакции оператора.

На основании тревог и событий формируется аварийная сигнализация (alarm) – это оповещение оператора о наступлении определенного состояния, связанного с нарушением или угрозой нарушения регламентного течения технологического процесса.

Аварийные сигнализации настраиваются путем задания предельных значений (границ, thresholds) индивидуально для каждой процессной переменной. Система автоматически отслеживает изменение процессной переменной и сопоставляет ее значение с заранее настро-

енными границами. В случае выхода переменной за нормальные границы система генерирует оповещение и фиксирует его в журнале аварийных сигнализаций.

Наиболее часто используемые аварийные сигнализации для аналоговых величин:

Lo – нижняя предупредительная граница. В случае если процессная переменная становится меньше Lo, генерируется предупредительное оповещение.

LoLo – нижняя аварийная граница. В случае если процессная переменная становится меньше LoLo, генерируется аварийная сигнализация.

Hi — верхняя предупредительная граница. В случае если процессная переменная становится больше Hi, генерируется предупредительное оповещение.

HiHi – верхняя аварийная граница. В случае если процессная переменная становится больше HiHi, генерируется аварийная сигнализация.

DEV_HI (DEVIATION_HI) – верхняя граница отклонения (рассогласования) (по отклонению от заданного значения (предупредительное и аварийное)). Если разность (абсолютное значение) между двумя переменными становится больше DEV_HI, то генерируется аварийная сигнализация. Например, такую сигнализацию можно настроить у блока PID; в этом случае система будет сигнализировать об отклонении регулируемой величины от уставки, превышающем границу DEV_HI. По аналогии можно настроить сигнализацию DEV_LO.

ROC_HI (RATE_OF_CHANGE_HI) – верхняя граница скорости изменения (по скорости изменения переменной). Система отслеживает скорость изменения процессной переменной (первую производную). Если скорость возрастания переменной выше границы ROC_HI,

то генерируется аварийная сигнализация. Для дискретных переменных сигнализаций гораздо меньше. По сути их всего две – аварийное состояние, соответствующее значению 1, или авария в случае значения 0. На рис. 1 показана схема появления аварийных сигнализаций на примере быстро изменяющейся процессной переменной. Стоит отменить, что на рисунке изображены отнюдь не все генерируемые оповещения. Например, при возврате переменной обратно в нормальный диапазон значений, кроме изображенных на рисунке, генерируется оповещение RETURN_TO_NORMAL.

Важность (или критичность) аварийной сигнализации определяется приоритетом (целое число). Как правило, чем выше приоритет у аварийной сигнализации, тем критичнее она для производства, и тем быстрее на нее надо обратить внимание. При появлении аварийной сигнализации у оператора есть два варианта действий:

1. Игнорировать ее. Не всегда хорошее решение, мягко говоря. При этом если процессная переменная вернется обратно в нормальные границы, то появиться новое оповещение

UNACK_RETURN_TO_NORMAL, говорящее о том, что оператор проспал аварийное событие, но, к счастью, все нормализовалось.

2. Подтвердить, что сигнализация замечена оператором (acknowledge). Дело в том, что сразу после появления аварийной сигнализации ей автоматически присваивается статус UNACK (не подтверждена). Как только сигнализацию подтверждают (иногда говорят «квитируют»), ее статус становится ACK (подтверждена). В этом случае возврат переменной в нормальные границы ведет к появлению оповещения ACK_RETURN_TO_NORMAL, свидетельствующее о том, что оператор «держит ухо востро». Аварийные сигнализации и оповещения регистрируются сразу после их появления в специальном архиве – журнале аварийных сигнализаций (alarm journal, alarm list). Он представляет собой базу данных SQL, которую разворачивают либо на операторских станциях, либо на сервере (если таковой предусмотрен). Его самое понятное отображение – это в показ в виде отсортированной по времени и автоматически обновляемой таблицы (рис. 2, 3).

Кроме того, поддерживается фильтрация и сортировка аварийных сигнализации, их квитирование (подтверждение), а также возможны операции как с отдельными записями таблицы, так и с пользовательскими группами (например, группировка по различным технологическим участкам и установкам).

Совершенно очевидно, что различные тревоги имеют различную степень опасности – превышение давления в котле может вызвать взрыв, в то время как превышение уровня воды может вызвать только протечку. Поэтому каждой конкретной тревоге присваивается приоритет, определяющий ее опасность. Далее по этому приоритету можно фильтровать тревоги, например, при появлении наиболее опасных – включать сирену, а по менее опасным – только менять цвет соответствующего объекта или выдавать текстовое сообщение. Другим спо-

собом фильтрации тревог может быть вывод их на различные табло

(на различные рабочие места).

Важной особенностью обработки тревог является возможность объединения их в иерархически построенные группы (рис. 4). Группы должны назначаться в соответствии с технологической схемой процесса, например цех-участки-установки. При этом тревога, возникшая на нижнем уровне иерархии (на установке), возбудит соответствующие вышележащие группы (участок-цех).