Проектирование информационного обеспечения

Схема информационных потоков в АС в проектной документации может быть представлена в виде, показанном на рис.47.

Здесь выделены основные уровни хранения информации в АС. На верхнем уровне информация поступает из БД (базы данных) КИС (корпоративной информационной системы) и БД АСУ ТП. Эта информация для специалистов структурируется наборами экранных форм АРМ. Экранные формы должны быть сориентированы на информационные потребности конкретных пользователей (логистов, технологов, мастеров и др.).

I______________________ I

Рис.47. Схема информационных потоков в АС

Историческая подсистема АС должна сохранять информацию изменений технологических параметров для сигналов, с заранее определенной детальностью, например:

• все поступающие события - за 3 месяца;

• сжатую историю - за 6 месяцев;

• события - все в течение 6 месяцев.

Сохранение данных в базе данных происходит при помощи модуля истории. Данные, хранящиеся более 3 месяцев, прореживаются для обеспечения необходимой дискретности.

Буферная база данных между КИС и АСУ ТП используется как в качестве приемника, запрашивающим данные от внешних систем, так и их пассивным источником. Можно сказать, что она выполняет роль маршрутизатора информационных потоков от систем автоматики и телемеханики к графическим экранным формам АРМ-приложений, системам коммерческого учета и планирования производства КИС. При этом возникают общие для систем хранения и обработки информационных данных задачи: выполнение функциональных операций; поддержание целостности и эквивалентности данных, а также специализированные -взаимодействие с подсистемой информационного обмена и т.п.

Для решения этих задач на проектном этапе выполнения работ широко применяются концептуальное (инфологическое) проектирование базы данных. Цель такого проектирования заключается в представлении данных в понятном виде для всех участников проекта. Так АС среднего размера может насчитывать сотни, тысячи точек взаимодействия с техническим процессом. Обычно это измеряемые величины или бинарные входные-выходные данные типа «включено/ выключено» или «норма/ авария». Измеряемые данные объединяются в сущности. Атрибутное описание этих сущностей и графическое представление связей между сущностями придают прозрачность и структурированность данных обрабатываемых в SCAD A- системе.

Так проектируемая база данных для АСУ ТП должна содержать структуру для обработки, прежде всего, следующей информации:

• параметры всех датчиков и исполнительных механизмов;

• параметры для расчета производных величин;

• возможные события и соответствующие им реакции управляющих воздействий.

Для регуляризации этой информации в БД используются таблицы и поля записи. Так поля записей канала измерений обычно содержат:

• код источника информации;

• название/описание источника информации;

• тип;

• адрес (канал/сообщение);

• код события;

• код аварии;

• интервал выборки;

• первичное (необработанное значение контролируемого параметра);

• преобразованное значение.

Для преобразования первичной информации от объектов с аналоговыми сигналами в рабочие значения необходимы дополнительные параметры:

• масштабные коэффициенты;

• единицы измерения;

• минимальные/максимальные значения.

Эти поля в проекте могут быть сведены в таблицу, пример которой приведен ниже (табл. 6).

В первой колонке таблицы указано имя поля. Системы управления базами данных, применяемые в SCADA, требуют, чтобы имя полей представлялось латинскими буквами. Каждое поле в зависимости от идентификатора имеет свое значение.

Код используется для однозначной идентификации объекта в БД. Он служит как ключ и указатель соответствующей записи.

Название (описание) – это мнемонический текст, который применяется для идентификации устройства при выводе на экран монитора.

Тип показывает, является ли объект входом или выходом и определяет характер информации (аналоговая, дискретная, счетчик и т.п.).

Адрес. Объект должен быть привязан к определенному входному каналу и позиции во входящих сообщениях от периферийных устройств (7_1_221). Это может означать 7 – канал, 1 – устройство, 221 – точка измерения.

Код события показывает, инициирует ли рассматриваемый объект запуск некоторой автоматизированной функции при изменении значения.

Код аварии показывает, должно ли некоторое состояние пониматься как аварийное. Код аварии структурируется для индикации степени серьезности аварийной ситуации.

Аварийные сообщения могут быть просто предупреждениями или могут указывать на нештатную ситуацию, требующую немедленного внимания и реакции.

Интервал выборки, масштабные коэффициенты, предельные и аварийные значения необходимы для первичной обработки сигналов.

Для расчета коэффициента преобразования можно использовать следующую методику. Если считать, что максимальное значение температуры равно 100 ^оС и этот сигнал преобразуется 12-разрядным АЦП, у которого 0 в двоичном исчислении соответствует 0 ^оС, а 100 ^оС соответствует 4095 бит, то коэффициент пересчета будет равен 100/4096 = 0.0244 ^оС/бит.

Абстрактное описание и отделение результатов измерений от методов, с помощью которых они получены, полезны в тех случаях, когда некоторые характеристики этих величин могут меняться. В результате нет необходимости модифицировать систему управления. Достаточно лишь переопределить параметры преобразования, хранящиеся в БД.

Производные величины. Для любой АС идеальной является ситуация когда все параметры технологического процесса можно непосредственно измерять с помощью датчиков. На практике это часто бывает затруднительным или просто невозможно измерять некоторые из необходимых переменных. Поэтому в АС могут вычисляться производные переменные на основе тех, которые измеряются непосредственно. Как только поступают новые данные хотя бы для нескольких измеряемых величин, производные величины необходимо пересчитывать заново.

Доступ к информации, содержащейся в БД, выполняется с помощью трех основных операций, которые могут комбинироваться операциями выбора, проекции и сортировки. Операция по извлечению информации из БД называется запросом. Обычно для каждой конкретной ситуации интерес может представлять лишь очень ограниченное число выборок из БД. Поэтому заранее можно определить небольшой набор стандартных запросов. Такие запросы называются протоколами (это обычные запросы, в которых предопределены операции проекции и сортировки и перед запуском требуется указать только конкретные параметры). Примерами протоколов могут быть аварийные запросы. Они позволяют быстро фиксировать в специальном файле журнале аварий с указанием времени события. Другим протоколом является протокол технического обслуживания (замена изношенных инструментов, калибровка, контроль смазки и др.)

1. Разработка экранных форм АС.

При разработке графических решений экранных форм АС используются следующие нормативные документы:

2. РД 50-34.698-90. ЕСПД. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.

3. Руководства по дизайну пользовательского интерфейса от компании Microsoft.

4. РД 153-39.4-087-01 «Автоматизация и телемеханизация. Основные положения».

5. РД 153-39.4-056-00 «Правила технической эксплуатации МН».

6. Регламент по технологическому управлению и контролю за работой МН, 2003.

7. Регламент «Организации контроля за нормативными параметрами МН и НПС в операторных НПС, диспетчерских пунктах РНУ (УМН) и ОАО МН», 2002.

8. Регламент расчета полезной емкости, емкости для товарных операций и разработки технологических карт на резервуары и резервуарные парки, 2004.

9. Регламент по подключению объектов.

Экранные формы можно считать масками, через которые пользователь рассматривает поля непрерывной записи технологических точек наблюдения и управления. Маска скрывает от пользователя ненужные ему в данный момент поля. При проектировании следует создавать экранные формы, в которых поля размещены по полю экрана в удобном ему порядке. На рабочем экране могут быть интегрированы такие элементы управления/ мониторинга как надписи, командные кнопки, селекторные кнопки, контрольные индикаторы, списки, иллюстрации и т.д. Формы можно раскрасить любыми доступными красками, использовать для оформления растры и графические элементы (линии и прямоугольники).

Дерево экранных форм АС может быть представлено в виде, показанном на рис.48.

Представленные в этом дереве экранные формы системы управления выполняют следующие общие функции:

• вход в систему;

• рабочий режим экрана;

• вызов окна системных сообщений;

• навигацию экранных форм;

• обработку сигнализации;

• формирование динамических атрибутов экранной формы;

• управление графическими объектами окон (мнемосхем, технологического оборудования и др.);

• настройку режимов работы;

• представление трендов технологических параметров;

• руководство действиями оператора;

• печать экрана;

• поддержку действий диспетчера при управлении и контроле таких как

1. отчет о процессе;

2. отчет исторических сообщений;

3. отчет защит;

4. голосовые сообщения;

5. поддержку одновременной работы нескольких мониторов и экранных форм;

6. отчет о техобслуживании системы;

7. обзор состояния технологического процесса в целом;

8. поддержку работы одновременных сигнализаций нескольких объектов;

9. поддержку опций помощи.

Рис. 48.Дерево экранных форм АС

Самый важный вопрос проектирования экранных форм — как сделать, чтобы они были интуитивно понятными и могли, не утомив пользователя, провести его по тому, или иному рабочему процессу.

Общие принципы проектирования экранных форм:

• Все экранные формы должны иметь уникальные и информативные заголовки.

• Все поля необходимо снабдить надписями; при вызове справочной с системы должны быть доступны подробные описания полей.

• Курсор по умолчанию, как правило, должен перемещаться слева направо, а затем сверху вниз.

• Обязательные элементы должны находиться в верхней части экрана. Элементы на экране необходимо упорядочить по степени важности.

• Экранная форма должна обнаруживать ошибочно введенные данные и сообщать о них как можно раньше, а не откладывать проверку (если речь не идет об экранных формах, работающих по низкоскоростной сети, например по коммутируемой линии).

• Экранная форма должна использовать непротиворечивые методы блокировки, обнаруживать и разрешать конфликты.

• Экранная форма не должна состоять из множества страниц.

• Пользователи должны вводить код только один раз и не должны ничего запоминать или записывать при переходе от одной экранной формы к другой.

• Использование специальных эффектов следует свести к минимуму.

• Если в проекте предусмотрено придание экранным формам и отчетам профессионального вида, необходимо обратиться к специалисту-дизайнеру. Дизайнер может выполнить эту работу лучше, чем проектировщики, аналитики и пользователи, и гораздо лучше, чем программисты (даже если этот дизайнер не может писать рекурсивные структуры на C++).

• Размещение на экранной форме дополнительных элементов за счет уменьшения размера символов допустимо только в ограниченной степени.

• Большинство пользователей гораздо лучше справляются с вертикальной, а не с горизонтальной прокруткой, особенно если при прокрутке вправо из левой части экрана исчезают важные данные и условные обозначения.

Для отображения сигнальной информации могут использоваться специальные цвета (таблица)

Таблица 7 Цвета сигнальных световых индикаторов (ламп) и их значение в зависимости от режима работы (состояния) оборудования

Цвет Значение Пояснение	Действие Примеры оператора применения
		требует действий оператора		выбранных значений
Белый	Нейтральный	Другие ситуации Наблюдение могут использоваться, если есть сомнение в применении цветов кр., жел., зел., голуб.	Общая информация

Дата добавления: 2014-01-05