Перевод: с английского на русский

с русского на английский

асу

  • 61 batch

    1. шихта (в огнеупорах)
    2. система рецептурного управления технологическим процессом
    3. серия
    4. периодического действия
    5. партия
    6. замес
    7. загрузка сырья

     

    замес
    Объём бетонной смеси, получаемый из барабана бетоносмесителя за один цикл перемешивания
    [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

    Тематики

    EN

    DE

    FR

     

    система рецептурного управления технологическим процессом
    -
    [Интент]

    Вообще, batch-процесс – это вид технологического процесса, который иногда противопоставляют непрерывному процессу. Иногда batch-процессы называют рецептурными процессами (или просто рецептами); эту терминологию мы и будем в дальнейшем использовать. Слово “batch” еще можно перевести как “партия продукции”, и это тоже относится к затрагиваемой теме, так как в результате рецептурного процесса производится партия продукции. Ладно, хватит путаницы – теперь по делу.

    Раньше мы рассматривали технологические процессы, которые идут непрерывно в течение 24 часов в день, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Хотя, на самом деле, раз в году делают плановый останов на несколько дней для выполнения ремонтных и других работ, но это происходит строго в соответствии с планом, и этому предшествуют значительные подготовительные работы. В другое же время остановка производства – это “чрезвычайное” происшествие. При этом отдельно взятая технологическая установка принимает участие в производстве одного вида продукции, а сам процесс идет по фиксированной технологической цепочке с неизменными настройками (уставками). Короче, все скучно, однообразно и весьма предсказуемо.

    А теперь представим гипотетический пищевой цех по производству сока. При этом цех может производить несколько видов сока: яблочный, вишневый и апельсиновый, т.е. 3 вида продукции. Пусть сок производится из концентрированного сока в специальной емкости с мешалкой, где он тщательно смешивается с водой, а потом пастеризуется и идет на розлив (пакетирование).

    Имеет ли смысл ставить для производства этих трех видов сока три производственные линии (по одной линии на каждый вид сока)? Было бы круто, но чрезвычайно дорого. Выход – использовать одну и ту же линию для выпуска разных видов продукции. При этом понятно, что и технологические параметры для производства различных соков будут заметно друг от друга отличаться. Например, вишневый концентрат нужно смешивать с водой гораздо дольше, чем яблочный, но пастеризовать его надо при меньшей температуре (я на самом деле этого не знаю - чисто предположение:)

    Набор технологических параметров для производства определенного вида продукции называется рецептом (recipe). В нашем примере для сока это может быть: соотношение вода/концентрат, длительность и температура смешивания; температура пастеризации + другие параметры. В общем случае, рецепт также может содержать последовательность технологических операций, которые для различных видов продукции могут быть, строго говоря, разными. Хотя на практике, как правило, рецепт не подразумевает различающиеся технологические операции, а содержит всего лишь массив технологических уставок для того или иного продукта.

    4885

    Рис. 1. Иллюстрация рецептурного управления на примере производства различных видов сока

     

    Это все напоминает процесс приготовления еды на кухне, где мы оттачиваем рецепты разных блюд, но при этом используем одни и те же орудия (кастрюли, ножи, разделочные доски, плиту и т.д.)

    Теперь попробуем дать характеристику batch-процессу:

    1. На выходе несколько видов продукции.
    2. При производстве разных видов продукции задействуется одно и то же технологическое оборудование.
    3. Имеется множество рецептов.
    4. Производство по “партиям”, которое может быть относительно легко и без последствий остановлено после завершения партии, а потом возобновлено.

    Автоматизированное управление batch-процессом называется рецептурным управлением (batch control, или recipe control). Этот вид управления несколько специфичен, и требует от системы управления некоторой смекалки. Конечно, можно использовать для задач рецептурного управления обычные программные блоки, подходящие для управления непрерывным процессом, НО на практике это приводит к огромным трудностям (=головной боли) при попытке все это реализовать, используя стандартные подходы программирования. Поэтому многие производители АСУ ТП разработали специализированные batch-модули, которые адаптированы именно под рецептурные процессы. Эти модули могут выполняться на уровне ПЛК или на выделенном сервере batch. Иногда эти сервера, к тому же, резервируются. Также batch-модули дополняются специализированной средой разработки batch-программ, что сильно облегчает жизнь инженера.

    На рисунке ниже в качестве примера приведена конфигурация верхнего уровня АСУ ТП SIMATIC PCS 7, оснащенной выделенным сервером batch.

    4886

    Рис. 2. Структурная схема АСУ ТП с выделенным сервером batch


    Перечислим основные обязанности системы batch-управления:

    1. Ну, собственно, самая главная задача – хранение/загрузка рецептов и их выполнение в режиме реального времени ( batch process management).
    2. Отслеживание, не занята ли технологическая установка выполнением другого рецепта. Если занята, то выделяется другая аналогичная установка для выполнения данного рецепта ( process unit allocation).
    3. Формирование отчетов об изготовление партии продукции в задаваемой пользователем форме. Причем, требуются отчеты с возможностью отслеживания истории (ретроспективы) “прогона” партии по технологической цепочке ( reporting and batch tracking).
    4. Расчет различных показателей эффективности производства, как, например: удельного времени простоя (в %), производительности (в л/c) технологической установки или полного времени изготовления партии продукции (в мин).
    5. Планирование изготовления партий, что фактически подразумевает составление производственного расписания. Ну, это на самом деле ни одна система в полном объеме пока не реализует ( batch planning).

    И еще несколько слов.

    Как правило, пакет batch состоит из двух частей – операторской (клиентской) и исполняемой. Клиентская часть устанавливается на АРМы и всего лишь обеспечивает удобный операторский интерфейс. Клиентская часть, как правило, органично вписывается в общую операторскую среду, и работа с ней идет непосредственно из мнемосхем.

    Исполняемая часть – это костяк системы. Именно она ответственна за автоматизированное выполнение задач рецептурного управления, описанных выше. Исполняемая часть прогружается в специальные серверы batch или в обычные ПЛК в зависимости от архитектуры АСУ ТП.

    И еще. Существует международный стандарт ISA-88, специфицирующий batch-процессы, определяющий модель и философию рецептурного управления, а также стандартизирующий соответствующую терминологию. Документ тяжеловесный, и посему прочитан полностью мной не был. Тем не менее, в следующей части я попытаюсь более детально описать рецептурные системы с привязкой именно к стандарту ISA-88.

    [ http://kazanets.narod.ru/Batch_P1.htm]

    Тематики

    EN

     

    шихта
    Смесь различных компонентов, предназначенная для приготовления формовочной огнеупорной массы, шликера или расплава.
    [ ГОСТ Р 52918-2008] 

    Тематики

    EN

    3.1 партия (batch); (загрузка): Количество идентичных крепежных изделий из одной производственной партии, обрабатываемых совместно в одно время.

    Источник: ГОСТ Р ИСО 4042-2009: Изделия крепежные. Электролитические покрытия оригинал документа

    1.5.7 партия (batch): Совокупность ламп одного типа, одновременно предъявленных для испытания на соответствие требованиям настоящего стандарта.

    Источник: ГОСТ Р 52706-2007: Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения. Эксплуатационные требования оригинал документа

    3.6 серия (batch): Определенный набор изделий (деталей), подвергнутых воздействию в качестве единой группы, при этом воздействие имеет одинаковый характер и происходит на протяжении определенного промежутка времени на одной и той же установке.

    Примечание - Степень охрупчивания представляет собой функцию концентрации водорода для конкретных изделий данной серии, измеряемой в миллионных долях (млн-1 или ррт); конкретно, это количество водорода, который сохраняет мобильность или свободно мигрирует в зоны высокой концентрации напряжения.

    Источник: ГОСТ Р 9.915-2010: Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия, изделия. Методы испытаний на водородное охрупчивание оригинал документа

    1.3.10 партия (batch): Совокупность ламп одной категории, одновременно предъявляемых для испытания на соответствие требованиям настоящего стандарта.

    Источник: ГОСТ Р 52712-2007: Требования безопасности для ламп накаливания. Часть 1. Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения оригинал документа

    3.21 партия (batch): Количество элементов, из которого можно выбрать образец для испытания в процессе производства.

    Источник: ГОСТ Р ИСО 2531-2008: Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водо- и газоснабжения. Технические условия оригинал документа

    3.1 партия (batch): Совокупность изделий, изготовленных в течение одной операции, имеющих одинаковые свойства и отмеченных единым идентификатором или обозначением.

    Источник: ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011: Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 2. Дефектоскопические материалы оригинал документа

    3.21 партия (batch): Количество элементов, из которого можно выбрать образец для испытания в процессе производства.

    Источник: ГОСТ ISO 2531-2012: Трубы, фитинги, арматура и их соединения из чугуна с шаровидным графитом для водо- и газоснабжения. Технические условия

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > batch

  • 62 MIS linguistic maintenance

    1. лингвистическое обеспечение АСУ

     

    лингвистическое обеспечение АСУ
    Совокупность специальных языковых средств АСУ (например, информационных языков для описания документов, показателей и т.п., кодов и классификаторов для информационно-поисковых систем, применяемых в АСУ терминов и их определений), а также правил формализации естественного языка, необходимой для общения человека с машиной.
    [ http://slovar-lopatnikov.ru/]

    Тематики

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > MIS linguistic maintenance

  • 63 batch management solution

    1. система рецептурного управления технологическим процессом

     

    система рецептурного управления технологическим процессом
    -
    [Интент]

    Вообще, batch-процесс – это вид технологического процесса, который иногда противопоставляют непрерывному процессу. Иногда batch-процессы называют рецептурными процессами (или просто рецептами); эту терминологию мы и будем в дальнейшем использовать. Слово “batch” еще можно перевести как “партия продукции”, и это тоже относится к затрагиваемой теме, так как в результате рецептурного процесса производится партия продукции. Ладно, хватит путаницы – теперь по делу.

    Раньше мы рассматривали технологические процессы, которые идут непрерывно в течение 24 часов в день, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Хотя, на самом деле, раз в году делают плановый останов на несколько дней для выполнения ремонтных и других работ, но это происходит строго в соответствии с планом, и этому предшествуют значительные подготовительные работы. В другое же время остановка производства – это “чрезвычайное” происшествие. При этом отдельно взятая технологическая установка принимает участие в производстве одного вида продукции, а сам процесс идет по фиксированной технологической цепочке с неизменными настройками (уставками). Короче, все скучно, однообразно и весьма предсказуемо.

    А теперь представим гипотетический пищевой цех по производству сока. При этом цех может производить несколько видов сока: яблочный, вишневый и апельсиновый, т.е. 3 вида продукции. Пусть сок производится из концентрированного сока в специальной емкости с мешалкой, где он тщательно смешивается с водой, а потом пастеризуется и идет на розлив (пакетирование).

    Имеет ли смысл ставить для производства этих трех видов сока три производственные линии (по одной линии на каждый вид сока)? Было бы круто, но чрезвычайно дорого. Выход – использовать одну и ту же линию для выпуска разных видов продукции. При этом понятно, что и технологические параметры для производства различных соков будут заметно друг от друга отличаться. Например, вишневый концентрат нужно смешивать с водой гораздо дольше, чем яблочный, но пастеризовать его надо при меньшей температуре (я на самом деле этого не знаю - чисто предположение:)

    Набор технологических параметров для производства определенного вида продукции называется рецептом (recipe). В нашем примере для сока это может быть: соотношение вода/концентрат, длительность и температура смешивания; температура пастеризации + другие параметры. В общем случае, рецепт также может содержать последовательность технологических операций, которые для различных видов продукции могут быть, строго говоря, разными. Хотя на практике, как правило, рецепт не подразумевает различающиеся технологические операции, а содержит всего лишь массив технологических уставок для того или иного продукта.

    4885

    Рис. 1. Иллюстрация рецептурного управления на примере производства различных видов сока

     

    Это все напоминает процесс приготовления еды на кухне, где мы оттачиваем рецепты разных блюд, но при этом используем одни и те же орудия (кастрюли, ножи, разделочные доски, плиту и т.д.)

    Теперь попробуем дать характеристику batch-процессу:

    1. На выходе несколько видов продукции.
    2. При производстве разных видов продукции задействуется одно и то же технологическое оборудование.
    3. Имеется множество рецептов.
    4. Производство по “партиям”, которое может быть относительно легко и без последствий остановлено после завершения партии, а потом возобновлено.

    Автоматизированное управление batch-процессом называется рецептурным управлением (batch control, или recipe control). Этот вид управления несколько специфичен, и требует от системы управления некоторой смекалки. Конечно, можно использовать для задач рецептурного управления обычные программные блоки, подходящие для управления непрерывным процессом, НО на практике это приводит к огромным трудностям (=головной боли) при попытке все это реализовать, используя стандартные подходы программирования. Поэтому многие производители АСУ ТП разработали специализированные batch-модули, которые адаптированы именно под рецептурные процессы. Эти модули могут выполняться на уровне ПЛК или на выделенном сервере batch. Иногда эти сервера, к тому же, резервируются. Также batch-модули дополняются специализированной средой разработки batch-программ, что сильно облегчает жизнь инженера.

    На рисунке ниже в качестве примера приведена конфигурация верхнего уровня АСУ ТП SIMATIC PCS 7, оснащенной выделенным сервером batch.

    4886

    Рис. 2. Структурная схема АСУ ТП с выделенным сервером batch


    Перечислим основные обязанности системы batch-управления:

    1. Ну, собственно, самая главная задача – хранение/загрузка рецептов и их выполнение в режиме реального времени ( batch process management).
    2. Отслеживание, не занята ли технологическая установка выполнением другого рецепта. Если занята, то выделяется другая аналогичная установка для выполнения данного рецепта ( process unit allocation).
    3. Формирование отчетов об изготовление партии продукции в задаваемой пользователем форме. Причем, требуются отчеты с возможностью отслеживания истории (ретроспективы) “прогона” партии по технологической цепочке ( reporting and batch tracking).
    4. Расчет различных показателей эффективности производства, как, например: удельного времени простоя (в %), производительности (в л/c) технологической установки или полного времени изготовления партии продукции (в мин).
    5. Планирование изготовления партий, что фактически подразумевает составление производственного расписания. Ну, это на самом деле ни одна система в полном объеме пока не реализует ( batch planning).

    И еще несколько слов.

    Как правило, пакет batch состоит из двух частей – операторской (клиентской) и исполняемой. Клиентская часть устанавливается на АРМы и всего лишь обеспечивает удобный операторский интерфейс. Клиентская часть, как правило, органично вписывается в общую операторскую среду, и работа с ней идет непосредственно из мнемосхем.

    Исполняемая часть – это костяк системы. Именно она ответственна за автоматизированное выполнение задач рецептурного управления, описанных выше. Исполняемая часть прогружается в специальные серверы batch или в обычные ПЛК в зависимости от архитектуры АСУ ТП.

    И еще. Существует международный стандарт ISA-88, специфицирующий batch-процессы, определяющий модель и философию рецептурного управления, а также стандартизирующий соответствующую терминологию. Документ тяжеловесный, и посему прочитан полностью мной не был. Тем не менее, в следующей части я попытаюсь более детально описать рецептурные системы с привязкой именно к стандарту ISA-88.

    [ http://kazanets.narod.ru/Batch_P1.htm]

    Тематики

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > batch management solution

  • 64 ACS of subsea production system and gas and condensate inter-field transportation

    Нефтегазовая техника АСУ ПУК и внутрипромысловой транспортировки газа и конденсата, АСУ подводного комплекса и внутрипромысловой транспортировки газа и конденсата, АСУ подводного устьевого комплекса и внутрипромысловой транспортировки газа и конденсата

    Универсальный англо-русский словарь > ACS of subsea production system and gas and condensate inter-field transportation

  • 65 G7

    1. Степень развитости управляющих функций АСУ
    2. Группа Семи

     

    Группа Семи
    Джи 7
    Семь ведущих индустриальных государств некоммунистического мира - США, Япония, Великобритания, Франция, Италия, Западная Германия и Канада. Эта группа зародилась на первой встрече на высшем уровне, посвященной экономическим проблемам, которая состоялась в 1976 г.; с тех пор главы указанных государств встречаются ежегодно. Первоначальной целью было обсуждение и согласование экономической политики, но с тех пор круг обсуждаемых вопросов расширился до политических. Возрастающая популярность и результативность международного экономического сотрудничества в 1980-е гг. привели к совместным действиям, например, в области обменных валютных курсов в результате встреч министров финансов Джи 7.
    [ http://www.vocable.ru/dictionary/533/symbol/97]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > G7

  • 66 man-machine communication

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. связь человек-машина
    3. диалог человека с ЭВМ

     

    диалог человека с ЭВМ
    —
    [В.А.Семенов. Англо-русский словарь по релейной защите]

    Тематики

    EN

     

    связь человек-машина
    —
    [ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

    Тематики

    • электросвязь, основные понятия

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > man-machine communication

  • 67 SCADA

    1. диспетчерское управление и сбор данных
    2. SCADA

     

    диспетчерское управление и сбор данных
    Подсистема сбора, хранения и обработки телеметрической информации, поступающей от удаленных датчиков, осуществляющих измерение температуры, давления, расхода электроэнергии и др. Сбор данных осуществляется с помощью контроллеров, программное обеспечение которых позволяет реализовать практически любой алгоритм опроса датчиков, а также обеспечить первичную обработку информации. Обмен данными часто осуществляется через интерфейс RS-485. Термин SCADA обычно употребляют, когда речь идет о контроле и регулировании каких-либо производственных процессов.
    [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо-русский толковый словарь-справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]

    Тематики

    • электросвязь, основные понятия

    EN

     

    SCADA
    SCADA-система
    диспетчерское управление и сбор данных
    ПО, предназначенное для поддержки средств автоматизации и построения систем промышленной автоматизации.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    SCADA (аббр. от англ. supervisory control and data acquisition, диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д. SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть как написан на языке программирования (например на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

    Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic.

    Термин «SCADA» имеет двоякое толкование. Наиболее широко распространено понимание SCADA как приложения[2], то есть программного комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения. Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для раздела телеметрия.

    Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.

    Основные задачи, решаемые SCADA-системами

         SCADA-системы решают следующие задачи:

    • Обмен данными с «устройствами связи с объектом», то есть с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени через драйверы.
    • Обработка информации в реальном времени.
    • Логическое управление.
    • Отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме.
    • Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
    • Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
    • Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
    • Осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК.
    • Обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню MES.

    SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределённой архитектуре.

    Основные компоненты SCADA

    SCADA—система обычно содержит следующие подсистемы:

    • Драйверы или серверы ввода-вывода — программы, обеспечивающие связь SCADA с промышленными контроллерами, счётчиками, АЦП и другими устройствами ввода-вывода информации.
    • Система реального времени — программа, обеспечивающая обработку данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.
    • Человеко-машинный интерфейс (HMI, англ. Human Machine Interface) — инструмент, который представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки человеко-машинного интерфейса.
    • Система логического управления — программа, обеспечивающая исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.
    • База данных реального времени — программа, обеспечивающая сохранение истории процесса в режиме реального времени.
    • Система управления тревогами — программа, обеспечивающая автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий оператором или компьютером.
    • Генератор отчетов — программа, обеспечивающая создание пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их разработки.
    • Внешние интерфейсы — стандартные интерфейсы обмена данными между SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т. д.

    Концепции систем
    Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием человека. Большинство управляющих воздействий выполняется автоматически RTU или ПЛК. Непосредственное управление процессом обычно обеспечивается RTU или PLC, а SCADA управляет режимами работы. Например, PLC может управлять потоком охлаждающей воды внутри части производственного процесса, а SCADA система может позволить операторам изменять уста для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те или иные ёмкости, а также следить за тревожными сообщениями (алармами), такими как — потеря потока и высокая температура, которые должны быть отображены, записаны, и на которые оператор должен своевременно реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через RTU или ПЛК, в то время как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

    Сбор данных начинается в RTU или на уровне PLC и включает — показания измерительного прибора. Далее данные собираются и форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI мог принять контролирующие решения — корректировать или прервать стандартное управление средствами RTU/ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

    [ http://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA]

    CitectSCADA
    полнофункциональная система мониторинга, управления и сбора данных (SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition)

    ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

    CitectSCADA построена на базе мультизадачного ядра реального времени, что обеспечивает производительность сбора до 5 000 значений в секунду при работе в сетевом режиме с несколькими станциями. Модульная клиент-серверная архитектура позволяет одинаково эффективно применять CitectSCADA как в малых проектах, с использованием только одного АРМ, так и в больших, с распределением задач на несколько компьютеров.

    В отличие от других SCADA-систем среда разработки CitectSCADA поставляется бесплатно. Оплачивается только среда исполнения (runtime). Это позволяет пользователю разработать и протестировать пробный проект, не вкладывая средств на начальном этапе.

    Схема лицензирования CitectSCADA основана на учете числа одновременно задействованных компьютеров в проекте, а не общего числа компьютеров, на которых установлена CitectSCADA.

    CitectSCADA лицензируется на заданное количество точек (дискретных или аналоговых переменных). При этом учитываются только внешние переменные, считываемые из устройств ввода/вывода, а внутренние переменные, находящиеся в памяти или на диске, бесплатны и не входят в количество лицензируемых точек. Градация количества лицензируемых точек в CitectSCADA более равномерна, чем в других системах: 75, 150, 500, 1 500, 5 000, 15 000, 50 000 и неограниченное количество.

    В CitectSCADA резервирование является встроенным и легко конфигурируемым. Резервирование позволяет защищать все зоны потенциальных отказов как функциональных модулей (серверов и клиентов), так и сетевых соединений между узлами и устройствами ввода/вывода.

    CitectSCADA имеет встроенный язык программирования CiCode, а также поддержку VBA.

    CitectSCADA работает как 32-разрядное приложение Windows 9X/NT/2000/XP/2003. Сбор данных, формирование алармов и построение трендов происходит одновременно с редактированием и компиляцией.

    [ http://www.rtsoft.ru/catalog/soft/scada/detail/343/]

     

    Словесный портрет современной управляющей системы типа SCADA

    Ввод-вывод

    Метки

    Графика

    Действия

    Статистический контроль ( SPC)

    Отчёты

    • Редактор сгенерированных отчётов, редактирование по модели WYSIWYN, отчёты в формате Rich Text
    • Запуск внешними событиями, по расписанию, через высокоуровневые выражения и по команде оператора
    • Вывод на принтер, в файл, по электронной почте, на экран, в формат HTML

    Конфигурирование

    Программное обеспечение

    Безопасность

    Обмен данными

    [ http://www.rtsoft-training.ru/?p=600074]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > SCADA

  • 68 industrial network

    1. электрическая сеть промышленных предприятий
    2. промышленная электрическая сеть
    3. промышленная сеть передачи данных
    4. заводская электрическая сеть

     

    заводская электрическая сеть
    —
    [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

    Тематики

    • электротехника, основные понятия

    EN

     

    промышленная сеть передачи данных
    -
    [Интент]

    Промышленные сети передачи данных – это базовый элемент для построения современных АСУ ТП. Появление промышленных коммуникационных протоколов положило начало внедрению территориального распределенных систем управления, способных охватить множество технологических установок, объединить целые цеха, а иногда и заводы. Сегодня сфера промышленных коммуникаций развиваются семимильными шагами: известно более 30 стандартов коммуникационных сетей, специально адаптированных для промышленного применения, каждый год появляются новые прогрессивные технологии передачи данных. Это неудивительно, ведь именно коммуникационные сети в большей степени определяют качество, надежность и функционал АСУ ТП в целом.

    Сети передачи данных, входящие в состав АСУ ТП, можно условно разделить на два класса:

    1.    Полевые шины ( Field Buses);
    2.    Сети верхнего уровня (операторского уровня, Terminal Buses).

    [ http://kazanets.narod.ru/NT_PART1.htm]

    Тематики

    EN

     

    промышленная электрическая сеть
    —
    [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

    Тематики

    • электротехника, основные понятия

    EN

     

    электрическая сеть промышленных предприятий
    —
    [А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

    Тематики

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > industrial network

  • 69 HMI

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. человеко-машинное взаимодействие
    3. терминал
    4. интерфейс управления концентратором
    5. интерфейс "человек-машина"

     

    интерфейс "человек-машина"
    аппаратно-программная система управления технологическими процессами
    HMI - это набор всех средств, позволяющих человеку вмешаться в поведение вычислительной системы. Как правило, HMI представляет собой компьютер с графическим дисплеем, где в наглядной форме отображается поведение системы, и пользователь имеет возможность вмешаться в деятельность системы. Однако в качестве HMI может выступать самый простой пульт из набора тумблеров и светодиодных индикаторов.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Тематики

    Синонимы

    EN

     

    интерфейс управления концентратором
    —
    [Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]

    Тематики

    EN

     

    терминал
    Устройство ввода-вывода, обеспечивающее взаимодействие пользователей в локальной вычислительной сети или с удаленной ЭВМ через средства телеобработки данных
    [ ГОСТ 25868-91]
    [ ГОСТ Р 50304-92 ]

    Параллельные тексты EN-RU

    HMI port warning
    [Schneider Electric]

    Предупредительное состояние об ошибке обмена данными через порт связи с терминалом оператора
    [Перевод Интент]

    HMI display max current phase enable
    [Schneider Electric]

    Разрешается отображение на терминале оператора максимального линейного тока
    [Перевод Интент]

    Config via HMI keypad enable
    [Schneider Electric]

    Конфигурирование (системы) с помощью клавиатуры терминала оператора
    [Перевод Интент]

    Тематики

    • оборуд. перифер. систем обраб. информации
    • системы для сопряж. радиоэлектр. средств интерфейсные

    Обобщающие термины

    Синонимы

    EN

     

    человеко-машинное взаимодействие
    —
    [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

    Тематики

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > HMI

  • 70 man-machine interface

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. интерфейс "человекмашина"

     

    интерфейс "человекмашина"
    (МСЭ-Т Q.1741).
    [ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

    Тематики

    • электросвязь, основные понятия

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > man-machine interface

  • 71 MMI

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. интерфейс "человекмашина"

     

    интерфейс "человекмашина"
    (МСЭ-Т Q.1741).
    [ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

    Тематики

    • электросвязь, основные понятия

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > MMI

  • 72 human interface

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. интерфейс с пользователем

     

    интерфейс с пользователем
    —
    [Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]

    Тематики

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > human interface

  • 73 human-computer interface

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. пользовательский интерфейс
    3. интерфейс человек-машина

     

    интерфейс человек-машина
    —
    [Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]

    Тематики

    EN

     

    пользовательский интерфейс
    —
    [ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

    Тематики

    • электросвязь, основные понятия

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > human-computer interface

  • 74 memory of automated control system

    1. память автоматизированной системы управления

     

    память автоматизированной системы управления
    память АСУ
    Совокупность внутренних и внешних запоминающих устройств ЭВМ, архивов предприятия, фирмы или другой организации, обслуживаемой АСУ, а также их нормативно-справочной и другой документации, используемой в процессе управления.
    [ http://slovar-lopatnikov.ru/]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > memory of automated control system

  • 75 Chi

    1. человеко-машинный интерфейс
    2. Хи

     

    Хи
    22-я буква греческого алфавита.
    [http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index&d=23]

    Тематики

    EN

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > Chi

  • 76 computer human interface

    1. человеко-машинный интерфейс

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > computer human interface

  • 77 human interface device

    1. человеко-машинный интерфейс

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > human interface device

  • 78 human-machine interface

    1. человеко-машинный интерфейс

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > human-machine interface

  • 79 operator-machine communication

    1. человеко-машинный интерфейс

     

    человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

    человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
    Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
    Примечание
    Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
    [ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

    человеко-машинный интерфейс
    Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
    SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
    DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
    [ http://www.morepc.ru/dict/]

    Параллельные тексты EN-RU

    MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
    [Schneider Electric]

    Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
    [Перевод Интент]

    HMI на базе операторских станций

    Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

    На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

    Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
    Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

    1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
    2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

    Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

    Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
    На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

    Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
    Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
    Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
    Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
    Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
    Степень защиты: IP 31;
    Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
    Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
    Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

    4876
    Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

    Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

    Какое программное обеспечение используется?
    На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
    Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

    1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
    2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
    3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
    4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
    5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
    6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

    Как правило, SCADA состоит из двух частей:

    1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
    2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

    Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

    4877
    Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

    Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

    4878
    Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

    Как происходит информационный обмен?
    Для сопряжения операторской станции с промышленным контроллером на первой устанавливается специальное ПО, называемое драйвером ввода/вывода. Драйвер ввода/вывода поддерживает совместимый с контроллером коммуникационный протокол и позволяет прикладным программам считывать с контроллера параметры или наоборот записывать в него. Пакет визуализации обращается к драйверу ввода/вывода каждый раз, когда требуется обновление отображаемой информации или запись измененных оператором данных. Для взаимодействия пакета визуализации и драйвера ввода/вывода используется несколько протоколов, наиболее популярные из которых OPC (OLE for Process Control) и NetDDE (Network Dynamic Data Exchange). Обобщенно можно сказать, что OPC и NetDDE – это протоколы информационного обмена между различными приложениями, которые могут выполняться как на одном, так и на разных компьютерах. На рисунках 4 и 5 изображено, как взаимодействуют программные компоненты при различных схемах построения операторского уровня.  
    4879
    Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.
     
    4880
    Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
    Как выглядит SCADA?
    Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.
    4881
    Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
    На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

    На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

    Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

    Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  
    4882
    Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.
      Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
     
    4883
    Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
    Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.
    4884
    Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
    Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

    Tag Name = “MyPID”;
    Tag Type = PID;

    Fields (список параметров):

    MyPID.OP
    MyPID.SP
    MyPID.PV
    MyPID.PR
    MyPID.TI
    MyPID.DI
    MyPID.Mode
    MyPID.RemoteSP
    MyPID.Alarms и т.д.

    В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

    Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

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

    Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

    Тематики

    Синонимы

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > operator-machine communication

  • 80 economico-mathematical studies in the ex-USSR and russia

    1. экономико-математические исследования в бывш. СССР и России

     

    экономико-математические исследования в бывш. СССР и России
    (исторический очерк) Э.-м.и. — направление научных исследований, которые ведутся на стыке экономики, математики и кибернетики и имеют основной целью повышение экономической эффективности общественного производства с помощью математического анализа экономических процессов и явлений и основанных на нем методов принятия оптимальных (шире — рациональных) плановых и иных управленческих решений. Они затрагивают также общую проблематику оптимального распределения ресурсов безотносительно к характеру социально-экономического строя. Развитие Э.-м.и. в бывш. СССР надо рассматривать как этап противоречивого процесса развития отечественной экономической науки и часть общего процесса развития мировой экономической науки, в настоящее время во многом практически математизированной. Первым достижением в развитии Э.-м.и. явилась разработка советскими учеными межотраслевого баланса производства и распределения продукции в народном хозяйстве страны за 1923/24 хозяйственный год. В основу методологии их исследования были положены модели воспроизводства К.Маркса, а также модели В.К.Дмитриева. Эта работа нашла международное признание и предвосхитила развитие американским экономистом русского происхождения В.В.Леонтьевым его прославленного метода «затраты-выпуск».. (Впоследствии, после длительного перерыва, вызванного тем, что Сталин потребовал прекратить межотраслевые исследования, они стали широко применяться и в нашей стране под названием метода межотраслевого баланса.) Примерно в это же время советский экономист Г.А.Фельдман представил в Комиссию по составлению первого пятилетнего плана доклад «К теории темпов народного дохода», в котором предложил ряд моделей анализа и планирования синтетических показателей развития экономики. Этим самым были заложены основы теории экономического роста. Другой выдающийся ученый Н.К.Кондратьев разработал теорию долговременных экономических циклов, нашедшую мировое признание. Однако в начале тридцатых годов Э.м.и. в СССР были практически свернуты, а Фельдман, Кондратьев и сотни других советских экономистов были репрессированы, погибли в застенках Гулага. Продолжались лишь единичные, разрозненные исследования. В одном из них, работе Л.В.Канторовича «Математические методы организации и планирования производства» (1939 г.) были впервые изложены принципы новой отрасли математики, которая позднее получила название линейного программирования, а если смотреть шире, то этим были заложены основы фундаментальной для экономики теории оптимального распределения ресурсов. Л.В.Канторович четко сформулировал понятие экономического оптимума и ввел в науку оптимальные, объективно обусловленные оценки — средство решения и анализа оптимизационных задач. Одновременно советский экономист В.В.Новожилов пришел к аналогичным выводам относительно распределения ресурсов. Он выработал понятие оптимального плана народного хозяйства, как такого плана, который требует для заданного объема продукции наименьшей суммы трудовых затрат, и ввел понятия, позволяющие находить этот минимум: в частности, понятие «дифференциальных затрат народного хозяйства по данному продукту», близкое по смыслу к оптимальным оценкам Л.В.Канторовича. Большой вклад в разработку экономико-математических методов внес академик В.С.Немчинов: он создал ряд новых моделей МОБ, в том числе модель экономического района; очень велики его заслуги в области организационного оформления и развития экономико-математического направления советской науки. Он основал первую в стране экономико-математическую лабораторию, впоследствии на ее базе и на базе нескольких других коллективов был создан Центральный экономико-математический институт АН СССР, ныне ЦЭМИ РАН (см.ниже).. В 1965 г. академикам Л.В.Канторовичу, В.С.Немчинову и проф. В.В.Новожилову за научную разработку метода линейного программирования и экономических моделей была присуждена Ленинская премия. В 1975 г. Л.В.Канторович был также удостоен Нобелевской премии по экономике. В 50 — 60-x гг. развернулась широкая работа по составлению отчетных, а затем и плановых МОБ народного хозяйства СССР и отдельных республик. За цикл исследований по разработке методов анализа и планирования межотраслевых связей и отраслевой структуры народного хозяйства, построению плановых и отчетных МОБ академику А.Н.Ефимову (руководитель работы), Э.Ф.Баранову, Л.Я.Берри, Э.Б.Ершову, Ф.Н.Клоцвогу, В.В.Коссову, Л.Е.Минцу, С.С.Шаталину, М.Р.Эйдельману в 1968 г. была присуждена Государственная премия СССР. Развитие Э.-м.и., накопление опыта решения экономико-математических задач, выработка новых теоретических положений и переосмысление многих старых положений экономической науки, вызванное ее соединением с математикой и кибернетикой, позволили в начале 60-х гг. академику Н.П.Федоренко выступить с идеей о необходимости теоретической разработки и поэтапной реализации единой системы оптимального функционирования социалистической экономики (СОФЭ). Стало ясно, что внедрение математических методов в экономические исследования должно приводить и приводит к совершенствованию всей системы экономических знаний, обеспечивает дальнейшую систематизацию, уточнение и развитие основных понятий и категорий науки, усиливает ее действенность, т.е. прежде всего ее влияние на рост эффективности народного хозяйства. С 60-х годов расширилось число научных учреждений, ведущих Э.-м.и., в частности, были созданы Центральный экономико-математический институт АН СССР, Институт экономики и организации промышленного производства СО АН СССР, развернулась подготовка кадров экономистов-математиков и специалистов по экономической кибернетике в МГУ, НГУ, МИНХ им. Плеханова и других вузах страны. Исследования охватили теоретическую разработку проблем оптимального функционирования экономики, системного анализа, а также такие прикладные области как отраслевое перспективное планирование, материально-техническое снабжение, создание математических методов и моделей для автоматизированных систем управления предприятиями и отраслями. На первых этапах возрождения Э.-м.и. в СССР усилия в области моделирования концентрировались на построении макромоделей, отражающих функционирование народного хозяйства страны в целом, а также ряда частных моделей и на развитии соответствующего математического аппарата. Такие попытки имели немалое методологическое значение и способствовали углублению понимания общих вопросов экономико-математического моделироdания (в том числе таких, как адекватность моделей, границы их познавательных возможностей и т.д.). Но скоро стала очевидна ограниченность такого подхода. Концепция СОФЭ стимулировала развитие иного подхода — системного моделирования экономических процессов, были расширены методологические поиски экономических рычагов воздействия на экономику: оптимального ценообразования, платы за использование природных и трудовых ресурсов и т.д. На этой основе начались параллельные разработки ряда систем моделей, из которых наиболее известны многоуровневая система среднесрочного прогнозирования (рук. Б.Н.Михалевский), система моделей для расчетов по определению общих пропорций развития народного хозяйства и согласованию отраслевых и территориальных разрезов плана — СМОТР (рук. Э.Ф.Баранов), система многоступенчатой оптимизации экономики (рук. В.Ф.Пугачев), межотраслевая межрайонная модель (рук. А.Г.Гранберг). Существенно углубилось понимание народнохозяйственного оптимума, роли и места экономических стимулов в его достижении. Наряду с распространенной ранее скалярной оптимизацией в исследованиях стала более активно применяться многокритериальная, лучше учитывающая многосложность условий и обстоятельств решения плановой задачи. Более того, стало меняться общее отношение к оптимизации как универсальному принципу: вместе с ней (но не вместо нее, как иногда можно прочитать) начали разрабатываться методы принятия рациональных (не обязательно оптимальных в строгом смысле этого слова) решений, теория компромисса и неантагонистических игр (Ю.Б.Гермейер) и другие методы, учитывающие не только технико-экономические, но и человеческие факторы: интересы участников процессов принятия и реализации решений. В начале 70-х гг. экономисты-математики провели широкие исследования в области применения программно-целевых методов в планировании и управлении народным хозяйством. Они приняли также активное участие в разработке методики регулярного (раз в пять лет) составления Комплексной программы научно-технического прогресса на очередное двадцатилетие. Впервые в работе такого масштаба при определении общих пропорций развития народного хозяйства на перспективу и решении некоторых частных задач был использован аппарат экономико-математических методов. Началось широкое внедрение программно-целевого метода в практику народнохозяйственного планирования. Были продолжены работы по созданию АСПР — автоматизированной системы плановых расчетов Госплана СССР и Госпланов союзных республик, и в 1977 г. введена в действие ее первая очередь, а в 1985 г. — вторая очередь. Выявились и немалые трудности непосредственного внедрения оптимизационных принципов в практику хозяйствования. В условиях, когда предприятия, объединения, отраслевые министерства были заинтересованы не столько в выявлении производственных резервов, сколько в их сокрытии, чтобы избежать получения напряженных плановых заданий, учитывающих эти резервы, оптимизация не могла найти повсеместную поддержку: ее смысл как раз в выявлении резервов. Поэтому работа по созданию АСУ не всегда давала должные результаты: усилия затрачивались на учет, анализ, расчеты по заработной плате, но не на оптимизацию, т.е. повышение эффективности производства (оптимизационные задачи в большинстве АСУ занимали лишь 2 — 3% общего объема решаемых задач). В результате эффективность производства не росла, а штаты управления увеличивались: создавались отделы АСУ, вычислительные центры. Эти обстоятельства способствовали некоторому спаду экономико-математических исследований к началу 80-х гг. Большой удар по экономико-математическому направлению был нанесен в 1983 г., когда бывший тогда секретарем ЦК КПСС К.У.Черненко обрушился с явно несправедливой и предвзятой критикой на ЦЭМИ АН СССР, после чего институт жестоко пострадал: подвергся реорганизации, был разделен надвое, потом еще раз надвое, из него ушел ряд ведущих ученых. Тем не менее, прошедшие годы ознаменовались серьезными научными и практическими достижениями экономико-математического крыла советской экономической науки. В ряде аспектов, прежде всего теоретических — оно заняло передовые позиции в мировой науке. Например, в области математической экономики и эконометрии (не говоря уже об открытиях Л.В.Канторовича) широко известны советские исследования процессов оптимального экономического роста (В.Л.Макаров, С.М.Мовшович, А.М.Рубинов и др.), ряд моделей экономического равновесия; сделанная еще в 1976 г. В.М.Полтеровичем попытка синтеза теории равновесия и теории экономического роста; работы отечественных ученых в области теории игр, теории группового (социального) выбора и многие другие. В каком-то смысле опережая время, экономисты-математики еще в 70-е гг. приступили к моделированию и изучению таких явлений, приобретших острую актуальность в период перестройки, как «самоусиление дефицита», экономика двух рынков — с фиксированными и гибкими ценами, функционирование экономики в условиях неравновесия. Активно развивается математический аппарат, в частности, такие его разделы, как линейное и нелинейное программирование (Е.Г.Гольштейн), дискретное программирование (А.А.Фридман), теория оптимального управления (Л.С.Понтрягин и его школа), методы прикладного математико-статистического анализа (С.А.Айвазян). За последние годы развернулось широкое использование имитационных методов, являющихся характерной чертой современного этапа развития экономико-математических методов. Хотя сама по себе идея машинной имитации зародилась существенно раньше, ее практическая реализация оказалась возможной именно теперь, когда появились электронные вычислительные машины новых поколений, обеспечивающие прямой диалог человека с машиной. Наконец, новым направлением прикладной работы, синтезирующим достижения в области экономико-математического моделирования и информатики, стала разработка и реализация концепции АРМ (автоматизированного рабочего места плановика и экономиста), а также концепции стендового экспериментирования над экономическими системами (В.Л.Макаров). Начинается (во всяком случае должна начинаться) переориентация Э.-м.и. на изучение путей формирования и эффективного функционирования рынка (особенно переходного процесса — это самостоятельная тема). Тут может быть использован богатый арсенал экономико-математических методов, накопленный не только в нашей стране, но и в странах с развитой рыночной экономикой.
    [ http://slovar-lopatnikov.ru/]

    Тематики

    EN

    Англо-русский словарь нормативно-технической терминологии > economico-mathematical studies in the ex-USSR and russia

Страницы

См. также в других словарях:

  • АСУ — аварийно спасательное устройство напр. на подводной лодке Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ-57 — БРОНЕВОЙ ЩИТ КРЫЛ …   Энциклопедия техники

  • АСУ — По ГОСТ 24.003 84 Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • АСУ — см. Автоматизированная система управления. * * * АСУ АСУ, см. Автоматизированная система управления (см. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ) …   Энциклопедический словарь

  • АСУ НО — АСУНО автоматизированная система управления наружным освещением например: АСУ НО на трассе М 4 Липецк Воронеж (М4 федеральная автомобильная трасса, которая станет самой короткой дорогой от столицы России до столицы Олимпиады 2014 Сочи) АСУ НО… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ ГП УЗ-Е — (Единая автоматизированная система управления грузовыми перевозками «Укрзализныци», АСК ВП УЗ Е) − система объединяющая АСОУП всех шести железных дорог Украины. Основной функцией является сбор и предоставление оперативной информации и суточной… …   Википедия

  • АСУ ТП — Организационно техническая система управления объектом в целом в соответствии с принятым критерием (критериями) управления, в которой сбор и обработка необходимой информации осуществляется с применением средств вычислительной техники Источник: РД …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • АСУ ЛР — автоматизированная система управления «Лесные ресурсы» Республика Коми Источник: http://ib.komisc.ru/t/ru/ir/vt/99 18/05.html АСУ ЛР автоматизированная система управления линейными районами ж. д. Источник: http://www.rzd.ru/agency/news… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • АСУ — см. Автоматизированная система управления …   Большой Энциклопедический словарь

  • АСУ — англ. system of management, automated; нем. Автономия Leitungssystem, automatisiertes. Совокупность экон. автоматических методов, техн. средств (ЭВМ, средства связи, устройства отображения информации и т. д.) и организационных комплексов,… …   Энциклопедия социологии

  • АСУ — автоматизированная система управления Ряд технологий производства, позволяющих осуществлять управление работой оборудования и контроль за работой оборудования при помощи ЭВМ. [http://tourlib.net/books men/meskon glossary.htm] Тематики менеджмент… …   Справочник технического переводчика

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»