Задачи и функции технологической сигнализации

Наличие сигнализации являются составной частью любой АСУТП. От надежности и достоверности системы сигнализации зависит скорость реагирования и устранения нарушений, аварийных ситуаций.

В основном, различают четыре вида сигнализации: командную, контрольную, предупредительную и аварийную. Командная сигнализация предназначена для сигнализации формируемых системой или оператором команд: открыть, закрыть, пуск, стоп [16, с.122]. Например, посмотрите, как отображаются на лицевой панели контроллера команды открыть, или закрыть задвижку [44; 47; 50]. Не увеличивая количество светодиодов: мы видим и состояние (открыта, закрыта), и команду (открыть, закрыть), и промежуточное состояние: открывается или закрывается, и аварийное состояние задвижки. Сигнализация представляет интуитивно понятный интерфейс. Посмотрите, как просто и ясно выдаётся информация о положении задвижки. Причём используются всего четыре вертикально расположенных светодиода (рис.6)!

К контрольной сигнализации можно отнести состояние насоса: включен или отключен; положение запорных и регулирующих органов, например, задвижка открыта, закрыта или в промежуточном положении.

Предупредительная сигнализация предназначена для автоматического предупреждения (извещения) о возникновении опасного изменения режима функционирования ОУ, о вероятном нарушении технологического процесса, а также для предупреждения о появлении в атмосфере производственного помещения взрывоопасных или токсических концентраций паров или газов (близких к предельно допустимым концентрациям).

Аварийная сигнализация служит для извещения персонала о наличии аварийной ситуации или возникших аварийных условий ведения процесса.

В результате тестирования исправности программных и технических средств выдаётся также сигнализация об ошибках, сбоях, обрывах измерительной линии, отказе интерфейса, отключении контроллера. Этот вид сигнализации можно отнести к технической сигнализации.

В данной монографии рассматривается разработка программы технологической сигнализации. Технологическая сигнализация контролирует выход значения технологического параметра за нижнюю или верхнюю границу, установленную регламентом ведения процесса.

Сигнализация может осуществляться по аналоговым и по дискретным каналам. Контроль дискретных каналов предполагает оповещение оператора об изменении состояния дискретного сигнала (например: срабатывание реле, нажатие кнопки, появление команды от концевого выключателя или изменение его состояния). Контроль аналоговых сигналов предполагает оповещение о выходе значения технологического параметра за установленные регламентом границы (например, выход параметра за верхнюю или нижнюю технологическую границу).

Однажды, один преподаватель (доктор технических наук) сказал моей студентке, чем вы занимаетесь, а сигнализация - это чепуха, что, зажечь лампочку? Да, к сожалению, такое дремучее представление поставило меня в тупик. Я попытался рассказать, но он не стал слушать. За свою жизнь он, видимо, не одну систему сам не внедрил на заводе. Генерировать же идеи, абстракции это одно, а довести их до внедрения – это совсем другое. Допускаю, что моё мнение носит субъективный характер. Мне пришлось более 20 лет внедрять различные системы по всему советскому союзу. В результате чего убедился, что теория, в большинстве случаев, очень далека от реальности. Поэтому этой «чепухе» я посвятил целое пособие, чтобы показать, как правильно реализовать только один вид сигнализации – технологическую сигнализацию. Единицы книг, из которых можно что-то почерпнуть для практической деятельности. Студентам на лекциях привожу примеры теоретического абсурда.

Допустим, требуется внедрить какую-ту идею, то трудоёмкость примерно распределяется так: теоретическая часть составляет по трудоёмкости примерно 10%, остальная трудоёмкость доработки и внедрения идеи составляет – 90%. Сюда входит не только разработка системы и её внедрение, но и входит оформление документации по ГОСТам[10] и обучение специалистов заказчика, сопровождение.

Уважаемые читатели вы убедитесь, как «просто» зажечь лампочку, когда изучите и поймёте, как правильно реализовать сигнализацию. Люди с высоким самомнением о себе напомнили мне байку. Один наш демократ говорил, я сторонник плюрализма: есть моё мнение и не правильное.

Перечислим основные функции блока сигнализации.

1) Контроль сигналов и отображение текущих состояний и значений параметров на лицевой панели контроллера или на ПЭВМ.

2) Формирование звуковой и световой сигнализации в момент нарушения технологической границы контролируемым параметром (аналоговым или дискретным). В момент нарушения технологической границы (верхней или нижней) свет начинает мигать и формируется звуковая сигнализация (сирена гудит).

3) Квитирование нарушения. После квитирования (сброса звука) звук выключается, свет перестаёт мигать и горит ровно до исчезновения нарушения.

4) Если появляется следующее нарушение, то вновь свет должен начать мигать и сирена гудеть.

5) Автоматический сброс сигнализации (световой и звуковой) при исчезновении нарушения.

6) По дискретным каналам реализация защиты от «дребезга» и случайного кратковременного исчезновения сигнала.

7) По аналоговым каналам должна быть предусмотрена защита от обрыва в измерительной линии, выброса или провала сигнала. Наиболее сложным выявлением отказа, названным «замиранием» сигнала (см. рис.12, с.34).

8) Должна быть предусмотрена проверка исправности каналов звуковой и световой сигнализации (проба звука и света). Оператор нажал кнопку и должен появиться звук и свет, т.е. должна сработать и звуковая и световая сигнализация. Кратко эту функцию называют пробой звука и света.

9) Для повышения надёжности входные каналы могут резервироваться. Наиболее распространённый случай резерва — дублирование. В целях лучшего закрепления материала в данном пособии рассматривается вариант мажоритарного резерва два из трёх.

10) Реализация прогноза нарушений.

С точки зрения автора квитирование и сброс несколько отличаются по смыслу. Понятие сброс звука существовало до появления ЭВМ. С появлением ЭВМ на базе которых стали реализовывать АРМы. С АРМа технолога-оператора можно теперь сбрость звук, не подходя к щиту и не нажимая клавишу. На экране монитора можно нажать виртуальную кнопку и звук сбросится. Но дополнительно к этому система на базе АРМа всё фиксирует: когда произошло нарушение, когда оператор обратил внимание на нарушение, сбросив звуковую сигнализацию. Поэтому это нажатие оператором виртуальной кнопки стали называть квитированием, более ёмким понятием[11].

Дребезгом будем называть кратковременное (обычно длительностью меньше 3 секунд) случайное появление логической единицы по дискретному каналу (см. рисунок 13). Логическая единица хорошо ассоциируется с тем, что изучается в дискретной математике, математической логике [15–11, 50]. Физически логическая единица может формироваться датчиками. Например, как только значение уровня в ёмкости достигнет максимального значения на выходе вибрационного сигнализатора уровня (СУВ-1, [22]) появляется электрический сигнал, соответствующий в программе логической единице.

Следует обратить внимание, что представленные программы тесно связаны с аппаратной частью контроллера (с типом УСО, временем цикла, погрешностью измерительного канала, дискретизацией значений параметров и т.д.), поэтому эти программы будем называть иногда блоками.

В лаборатории автоматизации обычно для звуковой и световой сигнализации используют два светодиода имитатора: один, первый, для имитации звуковой сигнализации, второй – для световой сигнализации. А если быть конкретнее, то первый светодиод отводят под звук, второй – под свет.