Устройството за човешки интерфейс е

интерфейс човек-машина (HMI) Технически средства, предназначени да осигурят директно взаимодействие между оператора и оборудването и да позволят на оператора да контролира оборудването и да наблюдава неговата работа.Забележка Такива съоръжения могат да включват ръчно задействани контроли, контроли, дисплеи. [GOST R IEC 60447-2000]

интерфейс човек-машина (HMI) Технически средства за контрол и управление, които са част от оборудването, предназначени да осигурят директно взаимодействие между оператора и оборудването и да позволят на оператора да контролира оборудването и да наблюдава неговата работа (GOST R IEC 60447).Забележка Такива съоръжения могат да включват ръчно задействани контроли, контроли и дисплеи. [GOST R IEC 60073-2000]

интерфейс човек-машина Средство за осигуряване на двупосочна комуникация "оператор - технологично оборудване" (АСУТП). Името на класа средства, който включва подкласове: SCADA (Надзорно управление и събиране на данни) - Операторски контрол и събиране на данни от технологично оборудване. DCS (Distributed Control Systems) - Разпределена система за управление на технологично оборудване. [http://www.morepc.ru/dict/]

Паралелни текстове EN-RU

Решенията MotorSys™ iPMCC могат да интегрират специален интерфейс човек-машина (HMI) или да комуникират чрез персонален компютър директно на стартерите на двигателя. [Schneider Electric]

Интелигентното разпределение на мощността и центърът за управление на двигателя MotorSys™ може да включва специален интерфейс човек-машина(HMI). Като алтернатива се използва обмен на данни между компютъра и стартерите. [Намерение за превод]

Операторски станции, базирани на HMI

Може би най-важното нещо в системата за управление е организацията на взаимодействието между човек и софтуерен и хардуерен комплекс. Осигуряването на такова взаимодействие е задача на интерфейса човек-машина (HMI, интерфейс човек-машина).

Според мен в съкращението "АСУТП" ключовата дума е "автоматизирана", което предполага пряко участие на човек в процеса на изпълнение на определени задачи от системата. Очевидно е, че колкото по-добре е организиран HMI, толкова по-ефективно човек ще може да решава задачите.

Как е организиран HMI в съвременните системи за контрол на процеси? Има поне два подхода за прилагане на HMI функционалност:

  1. На базата на специализирани операторски работни станции, инсталирани в централната контролна зала;
  2. На базата на локални контролни панели, инсталирани директно в цеха в близост до контролирани технологични обекти.

Понякога тези две опции се комбинират, за да се постигне най-голяма гъвкавост на контрола. Тази статия ще се съсредоточи върху първия вариант за организиране на ниво оператор.

Операторът на хардуерна работна станция (ОС, операторска станция) не е нищо повече от персонален компютър. По правило станцията е оборудвана с няколко широкоекранни монитора, функционална клавиатура и необходимите мрежови адаптери за свързване към мрежи от по-високо ниво (например базирани на Industrial Ethernet). Операторската станция е малко по-различна от обичайните ни офис компютри, предимно по своя дизайн и характеристики на производителност (както и цената от 4000 - 10 000долара). Фигура 1 показва операторска работна станция Siemens SIMATIC PCS7 със следните спецификации:

Процесор: Intel Pentium 4, 3.4 GHz; Памет: DDR2 SDRAM до 4GB; Дънна платка: Чипсет Intel 945G; Твърд диск: SATA-RAID 1/2 x 120 GB; Слотове: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16; Степен на защита: IP 31; Работна температура: 5 - 45 C; Влажност: 5 - 95% (без кондензация); Операционна система: Windows XP Professional/2003 Server.

устройството
Фиг. 1. Пример за работна станция на индустриален оператор.

Системният модул може да бъде настолен или монтиран в 19” рак. Вторият вариант е по-често използван: системният модул се монтира в заключваща се стойка за по-добра сигурност и предотвратяване на неоторизиран достъп.

Какъв софтуер се използва? В станцията на оператора е инсталиран софтуерен пакет за визуализация на процеса (често наричан SCADA). Повечето пакети за визуализация работят под операционни системи Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), което според мен е голям минус. Софтуерът за визуализация е проектиран да изпълнява следните задачи:

  1. Показване на технологична информация в удобна за човека графична форма (като правило под формата на интерактивни мнемонични диаграми) - Визуализация на процеса;
  2. Дисплей на процесната аларма - Визуализация на алармата;
  3. Архивиране на технологични данни (събиране на история на процесите) - Исторически архив;
  4. Предоставяне на оператора на възможността да манипулира (управлява) обектиконтрол - Операторски контрол .
  5. Контрол на достъпа и архивиране на действията на оператора.
  6. Автоматизирано отчитане за произволен интервал от време (сменни отчети, седмични, месечни и др.) - Automated Reporting.

По правило SCADA се състои от две части:

  1. Среди за разработка, където инженер чертае и програмира технологични мнемонични диаграми;
  2. Средата за изпълнение, необходима за изпълнение на конфигурирана мнемоника по време на изпълнение. Всъщност това е режимът на ежедневна работа.

Има две схеми за свързване на операторските станции към системата за управление или по-скоро нивото на управление. В първата схема всяка операторска станция е свързана към контролерите на контролната равнина директно или чрез междинен превключвател (виж Фигура 2). Операторска станция, свързана по този начин, работи независимо от другите станции в мрежата и затова често се нарича единична операторска станция (не позволявайте това име да ви обърква, всъщност може да има няколко такива станции в мрежата).

устройството
Фиг. 2. Схема за свързване на единични операторски станции към контролното ниво.

Има и друг вариант. Често операторските станции са свързани към сървър или резервна двойка сървъри, а сървърите от своя страна са свързани към индустриални контролери. По този начин сървърът, като един вид буфер, постоянно чете данни от контролера и ги предоставя на работните станции при поискване. Станциите, свързани по този начин, често се наричат ​​клиенти (вижте Фигура 3).

може
Фиг. 3. Архитектура клиент-сървър на ниво оператор.

MyPID

Ориз. 6. Пример за операторна мнемоника. Фигура 6 показва много опростенаверсия на операторната мнемонична диаграма за управление на тези. процес. Както можете да видите, резервоарът (цистерната) е пълен с вода. Задачата на системата е да загрее тази вода до определена температура. За нагряване на вода се използва газова горелка. Интензивността на горене се регулира от клапан за подаване на газ. Също така трябва да има помпа за изпомпване на вода в резервоара и клапан за източване на водата.

Мнемосхемата показва основните технологични параметри, като: температура на водата; ниво на водата в резервоара; работа на помпата; състояние на клапана и др. Тези данни се актуализират на екрана с определената честота. Ако някой параметър достигне стойността на алармата, съответното поле започва да мига, привличайки вниманието на оператора.

Входно/изходните сигнали и изпълнителните механизми се показват на мнемонични диаграми под формата на интерактивни графични символи (икони). Всеки тип сигнали и изпълнителни механизми има свой собствен символ: за дискретен сигнал това може да бъде ключ, бутон или електрическа крушка; за аналогов - плъзгач, диаграма или текстово поле; за двигатели и помпи - по-сложни лицеви плочи ( лицеви плочи ). Всеки символ обикновено е отделен ActiveX компонент. Като цяло технологията ActiveX се използва широко в SCADA пакетите, тъй като позволява на разработчика да зарежда допълнителни символи, които не са включени в стандартната библиотека, както и да разработва свои собствени графични елементи, използвайки езици за програмиране на високо ниво.

Да приемем, че операторът иска да включи помпата. За да направи това, той щраква върху иконата му и извиква контролния панел ( лицевата плоча ). На този панел той може да извършва определени манипулации: да включва или изключва помпата, да потвърждава аларма, да я поставя в режим „поддръжка“ и т.н. (Вижте Фигура 7).

човешки

MyPID

MyPID

Ориз. 9. Панел за съобщения и аларма. Когато говорят за SCADA, инженерите често използват такава важна концепция като „етикет“ ( таг ).Етикетът по същество е променлива на програмата за визуализация и може да се използва както за локално съхранение на данни в рамките на програмата, така и като препратка към външен параметър на процес. Етикетите могат да бъдат от различни типове, вариращи от прости числови данни до структура с много полета. Например, един визуализиран входно-изходен параметър е етикет или функционален блок на PID контролер, изпълняващ се вътре в контролера, също е етикет. По-долу е дадена силно опростена структура на тагове, съответстваща на прост PID контролер:

Име на етикет = "MyPID"; Тип етикет = PID;

Полета (списък с параметри):

MyPID.OP MyPID.SP MyPID.PV MyPID.PR MyPID.TI MyPID.DI MyPID.Mode MyPID.RemoteSP MyPID.Аларми и др.

Една сложна приложна програма може да има няколко хиляди етикета. Доставчиците на SCADA пакети знаят това и затова прилагатполитика за лицензиране въз основа на броя на използваните етикетив. Всеки закупен лиценз силно ограничава общия брой тагове, които могат да се използват в програмата. Очевидно колкото повече етикети поддържа един лиценз, толкова по-скъпо струва; например, лиценз за 60 000 етикета може да струва $5 000 или дори повече. В допълнение към това много доставчици на SCADA формират много значителна ценова разлика между "гола" среда за изпълнение и пълноценна среда за разработка; Естествено, последният със същия брой етикети ще струва много повече.

Днес на пазара има голям брой различни SCADA пакети, най-популярните от които саса представени по-долу:

1. Wonderware Intouch; 2. Simatic WinCC; 3. Iconics Genesis32; 4. Citect; 5. Adastra Trace Mode