Полезная информация. Рассмотрим HMI в общих чертах.

Для визуализации технических процессов существует множество критериев и требований, среди которых не последнюю роль играет корректный и удобный вывод технологической информации, интуитивно понятное и логическое оснащение органами управления. С одной стороны, информация должна быть быстро доступной. С другой стороны, при больших масштабах производства вывести все индикаторы и органы управления для быстрого доступа становится не всегда возможным. Например, из-за небольших размеров помещения или щита управления ...

На помощь приходят современные средства автоматики. Развитие программного обеспечения для промышленности привело к появлению специфического класса программ, своего рода «электронного эквивалента» классических щитов управления, объединенных под общим понятием HMI.

Все программы класса HMI можно условно разделить на исполняемые в специальных панелях оператора и исполняемые на персональных компьютерах (SCADA).

Что такое панель оператора?

Промышленные панели оператора представляют собой законченное устройство для визуализации, по сути просто компактный компьютер с предустановленной собственной операционной системой, памятью и портами для программирования и связи с рабочим оборудованием. Загружаемая в панель программа визуализации всегда разрабатывается для конкретной задачи и в связке с разработкой программы для управления визуализируемым объектом, например для ПЛК. Панели варьируются от простейших двухцветных текстовых до крупных цветных графических. Ввод информации может быть как с кнопок на передней панели так и непосредственно с дисплея (сенсорный экран).

 
   

С развитием технологий изготовления современные панели падают в цене, что значительно расширяет возможности их применения. Если, допустим, из органов индикации и управления необходимо вывести 4 цифровых индикатора, порядка десяти кнопок управления с лампочками и, например, счётчик количества изделий, то небольшая сенсорная цветная панель оператора уже может конкурировать с этими элементами по цене, при этом превосходя их по надежности и возможностям. Например, цветная сенсорная панель DOP-B05S100 фирмы DELTA electronics, диагональю 5,6" (~15см) стоит 460$ (2012г.), цветная сенсорная панель Weintek MT6100i диагональю 10" (~25 см) - 670$, а двухцветная панель с функциональными кнопками Delta TP04G-BL-C - всего 149$.

Практически все лицевые стороны панелей оператора пыле-влагозащищены, а сами панели потребляют немного электроэнергии и занимают мало места. Поэтому их удобно внедрять непосредственно в оборудование, например, врезать в дверцу щита управления. Однако функционал панелей ограничен, обычно они рассчитаны только на визуализацию и управление. Из-за невысокого разрешения экрана и небольшой памяти можно передать только ограниченное количество информации. Для небольших объектов (например, станков) этого бывает вполне достаточно. Но в случаях, когда надо управлять целым комплексом или линией, когда необходима архивация поступающей информации за длительный период и другие возможности, начинает применяется SCADA-система.

Что такое SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных).

SCADA представляет собой пакет программного обеспечения, устанавливаемый на персональный компьютер. При этом в большинстве случаев системные требования к компьютеру невысоки и не нужно никакого дополнительного специального оборудования. Пакет обычно разбит на специализированные программные модули: модуль разработки, модуль режима исполнения (Runtime), модуль коммуникаций, модуль архивации данных, модуль аварийных сообщений, модуль администрирования.

Структура SCADA системы.

 

-- Модуль разработки --

Модуль разработки или, по другому, инструментальная среда, предназначен непосредственно для разработки рабочего проекта. Во многом благодаря концепции SCADA, основу которой составляет частично автоматизированная разработка, решается ряд задач - минимизация сроков разработки проектов АСУ и прямых денежных затрат на их создание, легкость дальнейших расширений и перенастроек.

-- Модуль режима исполнения (Runtime) --

Технологический процесс на экране монитора представляется в виде мнемосхемы, при этом параметры технологического процесса могут отображаться в реальном времени как в цифровом виде, так и посредством анимированных изображений, изменяющих свой цвет, размер, положение, внешний вид – в зависимости от состояния соответствующего параметра. Необходимые элементы мнемосхемы создаются активными, что позволяет передавать вводимые оператором команды оборудованию.

-- Модуль архивации данных --

Архивная информация в режиме исполнения может быть представлена на экране рабочей станции в виде таблиц, графиков или, например, сообщений. Модуль обеспечивает доступ к архиву данных за любой период времени, в течении которого велась архивация, дает возможность формирования и отправки на печать отчетов. Некоторые SCADA системы позволяют экспортировать данные из архивов в форматы внешних систем (MS Access, MS Excel), а также записывать в архив действия персонала (вплоть до переключения между окнами).

-- Модуль аварийных сообщений --

Производит обнаружение аварийных событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ. При этом модуль оповещает эксплуатационный и обслуживающий персонал, выдавая сообщения об аварии и звуковой сигнал. Оператору дается возможность настроить признаки и критерии для обнаружения аварийных событий. Возможна архивация аварийных событий.

-- Модуль администрирования --

С помощью этого модуля создаются учетные записи пользователей и разработчиков SCADA системы и с использованием системы паролей разграничиваются права доступа пользователей к функциям мониторинга и управления.

-- Модуль коммуникаций --

Под данным понятием можно объединить несколько разных функций. Всех их объединяет общее целевое назначение – связи данной SCADA системы с внешними объектами. Первой и самой важной коммуникацией является соединение с источником данных. Источником данных может быть непосредственно PLC, если SCADA имеет соответствующий драйвер и возможность работать напрямую. В противном случае между источником данных и SCADA используется промежуточный элемент – OPC сервер. Спецификация OPC представляет собой стандарт, позволяющий независимым разработчикам программного обеспечения и аппаратных средств создавать совместимые между собой продукты. Введение данной спецификации значительно облегчает создание АСУ из разнородных компонентов, так как редко какой разработчик SCADA систем оперативно выпускает драйвера на существующее многообразие PLC.

Другой функцией модуля коммуникаций можно считать организацию архитектуры «сервер-клиент». Такая архитектура позволяет увеличить число рабочих станций без увеличения нагрузки на канал связи с PLC, так как все данные, принимаемые и отсылаемые станциями-клиентами, распределяются серверной станцией. Отдельные станции могут подключаться к сети без какого-либо влияния на работу серверной станции. Дополнительным аргументом в пользу такой архитектуры может послужить политика лицензирования некоторых SCADA. Цена архитектуры «сервер-клиенты» может быть на порядок ниже цены многопользовательской архитектуры, причем количество клиентов в некоторых лицензиях неограничено.

Также к функциям модуля коммуникаций можно отнести набирающую в последнее время популярность технологию « web-клиент». Принцип технологии прост: SCADA система подключена к интернету и работает в качестве web-сервера. Через интернет пользователь может из любой точки мира наблюдать за процессом и даже управлять им при помощи любого стандартного web-браузера. К сожалению, пока далеко не все SCADA системы поддерживают данную технологию.

 

© "Автоматика Дона", г. Ростов-на-Дону, 2009-2017

тел. 8(863)294-81-17, promservis-rostov@mail.ru