элементы+архитектуры

2. ЭЛЕМЕНТЫ АРХИТЕКТУРЫ

23. Уровень взаимосвязи открытых систем

Уровень

Ндп. Слой

Layer

Концептуально полная совокупность функций в иерархии функций взаимосвязи открытых систем, выполняющая определенную задачу, связанную с обеспечением обмена данными и обработки данных в вычислительной сети

Источник: ГОСТ 24402-88: Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения оригинал документа

гарантированность
Мера доверия, которая может быть определена для архитектуры и способа реализации системы. Определяется тестированием и/или проверкой (формальной или нет) общего замысла и исполнения всей системы и составляющих компонентов. Гарантированность показывает, насколько корректны механизмы, отвечающие за осуществление политики безопасности. Гарантированность можно считать пассивным компонентом защиты, контролирующим прочие контролирующие элементы.
[http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index&d=23]

Тематики

• защита информации

EN

• assurance

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.

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).

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).

Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.

 

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.

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).  

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.
 

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.

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

• автоматизация, основные понятия
• автоматизированные системы

Синонимы

• ЧМИ

EN

• CHI
• computer human interface
• HMI
• human interface
• human interface device
• human-computer interface
• human-machine interface
• man-machine communication
• man-machine interface
• MMI
• operator-machine communication

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии > человеко-машинный интерфейс

система трубной электропроводки
-
[IEV number 442-02-02]

EN

conduit system
a closed wiring system consisting of conduits and conduit fittings for the protection and management of insulated conductors and/or cables in electrical or communication installations, allowing them to be drawn in and/or replaced, but not inserted laterally
[IEV number 442-02-02]

FR

système de conduits
système de canalisation fermé constitué de conduits et d'accessoires de conduits pour la protection et le rangement des conducteurs ou des câbles isolés dans les installations électriques ou de télécommunication, permettant leur mise en place par tirage ou leur remplacement, sans insertion latérale
[IEV number 442-01-02]

2.1.78. Прокладка проводов и кабелей наружной электропроводки в трубах, коробах и гибких металлических рукавах должна выполняться в соответствии с требованиями, приведенными в 2.1.63-2.1.65, причем во всех случаях с уплотнением. Прокладка проводов в стальных трубах и коробах в земле вне зданий не допускается.

3.4.32. В трубных электропроводках, проложенных в сырых и особо сырых помещениях, в период резких изменений температур необходимо спускать конденсат из водосборных трубок не реже 1 раза в месяц, а в остальное время - исходя из местных условий.
[ ПУЭ]

Электропроводка в трубах применяется в тех случаях, когда необходимо защитить электрические провода от воздействия агрессивной окружающей среды (сырость, взрывоопасные газовые смеси, химически активные газы) или от механических повреждений. Для этой цели используют стальные водогазопроводные трубы, полиэтиленовые и полипропиленовые, винипластовые трубы, а также металлические гибкие рукава....
Все металлические элементы электропроводок в трубах должны быть защищены от коррозии, а также заземлены или занулены....
Запрещено соединять провода в трубах. Любые соединения выполняются только в коробках и тщательно изолируются. После протяжки проводов необходимо испытать сопротивление изоляции проводов между собой и между каждым проводом и землей (трубой). Оно не должно превышать 0,5 МОм....
В пожароопасных и взрывоопасных помещениях, например хранилищах нефтепродуктов, открытую и закрытую проводку выполняют в трубах.
[Светлана Хворостухина. Строим дом]

6.5. Для облегчения и ускорения составления эскизов рекомендуется представлять изображения трубных электропроводок в схематическом виде: участки горизонтальной трубной электропроводки изображать параллельно строкам текста;

9.10. Электропроводка в трубах должна обеспечивать возможность замены проводов.
11.1. При выполнении работ по монтажу электропроводок в трубах необходимо руководствоваться действующими документами по технике безопасности.
[Министерство архитектуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства. Концерн «ЭЛЕКТРОМОНТАЖ». Инструкция по монтажу электропроводок в трубах]

Если оболочка спроектирована специально для соединения с трубной электропроводкой, но ее требуется соединить с кабелями, тогда...

Ввод трубных электропроводок в машины и аппараты, имеющие вводы только для кабелей, запрещается
[ ГОСТ Р 51330. 13-99 ( МЭК 60079-14-96)]


 

Тематики

• электропроводка, электромонтаж

Синонимы

• трубная электропроводка

Сопутствующие термины

• криволинейный участок трубной электропроводки

EN

• conduit system

DE

• Installationsrohrsystem

FR

• système de conduits

стальные трубы для электропроводок
-

EN

electrical metallic conduit
EMC
Conduit, usually fabricated of steel, which encloses electrical wiring, thereby protecting the wiring from outside damage. The difference between electrical metallic conduit and electrical metallic tubing (EMT) is that conduit is heavy-walled and usually has threaded ends; in contrast, tubing is thinner and is not threaded. Between these two is an intermediate metallic conduit (IMC), which is 25 percent lighter and less costly than EMT; it may be threaded or threadless.
[ http://www.answers.com/topic/electrical-metallic-conduit-emc-1]

7.2. Заготовка стальных труб включает операции очистки, окраски, сушки, резки, изгибания труб, снятия фасок, нарезки или накатки резьбы. Заготовленные прямые и угловые элементы труб комплектуют, маркируют, пакетируют или загружают в контейнеры, а также собирают в пакеты и блоки.
7.3. Перед окрашиванием трубы следует зачищать механическим способом (вращающимися металлическими ершами внутреннюю поверхность и щетками - наружную) или обрабатывать химическими методами, например, преобразователями ржавчины в соответствии с рекомендациями заводов-изготовителей.
7.4. При наличии на внутренней поверхности грата, который может повредить изоляцию проводов или кабелей при их прокладке, его необходимо удалить или притупить. Наиболее простой способ удаления грата - обкатка труб с помощью шестигранника.
7.5. Стальные трубы, поверхность которых не имеет антикоррозионных покрытий, должны быть окрашены лакокрасочными материалами: снаружи и изнутри при прокладке в установках с химически активными средами; только снаружи - при открытой прокладке в сухих, влажных, сырых, особо сырых, пыльных, жарких помещениях, наружных установках и в грунте. Трубы не следует окрашивать при прокладке в подливке пола, фундаментах и заштукатуриваемых бороздах.
7.6. Номенклатура лаков и красок для антикоррозионной защиты труб приведена в прил. 16.
7.7. Стальные трубы можно окрашивать, окуная их в ванну с краской и просушивая затем конвекционным или терморадиационным способами.
Применяют также окрашивание заготовленных трубных элементов методом распыления краски.
7.8. Окончательная окраска открыто проложенных труб и опорно-поддерживающих конструкций должна производиться генподрядной организацией в соответствии с требованиями дизайна помещения (установки) и учетом окружающей среды.
7.9. Резку труб следует выполнять на трубоотрезном механизме СОТ. Рекомендуется также применять плазменную резку труб с применением аппаратов АПР-403 (производства степанаванского завода), А1612 (производства института электросварки им. Патона) или им подобных.
7.10. Для снятия заусенцев и притупления кромок рекомендуется использовать универсальный райбер РУ и хвостовики ХК-1 и ХФ-1.
Нарезку резьбы на трубах следует выполнять на трубонарезном механизме СНТ с резьбонарезной головкой. На легких водогазопроводных и электросварных трубах резьба должна накатываться с помощью резьбонакатных головок ВНГТ или плашками завода «Фрезер».
7.11. Для изгибания труб рекомендуется применять универсальный трубогиб УШТМ-2. Для труб диаметром 16-40 мм используют штатные сегменты и ролики, а для труб большого диаметра - сегменты и ролики специального изготовления.
Технические данные механизмов приведены в прил. 17.
7.12. Перемещение труб на технологических линиях после каждой операции должно быть механизировано, для этого следует применять тележки, наклонные стеллажи, рольганги, кран-балки, тельферы.
7.13. Рекомендуемая компоновка технологической линии по обработке стальных труб с предварительной окраской приведена на рис.9, технические данные линии в прил. 18.
7.14. При заготовке труб необходимо учитывать следующее: трубы по ГОСТ 3262-75* выпускаются черными и оцинкованными, а по ГОСТ 10704-76 только черными; легкие трубы (ГОСТ 3262-75*) по согласованию с потребителем поставляются с накатанной резьбой; для использования муфт по ГОСТ 8966-75 на водогазопроводных трубах по ГОСТ 3262-75* должна нарезаться трубная цилиндрическая резьба по ГОСТ 6357-81 класса В.
Для изгибания и заготовки угловых элементов рекомендуется использовать трубы по ГОСТ 3262-75*, для прямых элементов - трубы по ГОСТ 10704-76.
7.15. Для соединения труб без резьбы, прокладываемых открыто в помещениях с нормальной средой, допускается применять гильзы из листовой стали, отрезки труб большего диаметра и раструбные муфты дли соединения труб сваркой. Эскиз раструбной муфты приведен на рис. 10, размеры - в табл. 10. Муфты следует изготовлять в МЭЗ из мерных отрезков труб методом выдавливания раструбов с предварительным разогревом или методом холодной раскатки
[Министерство архитектуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства. Концерн «ЭЛЕКТРОМОНТАЖ». Инструкция по монтажу электропроводок в трубах]

Тематики

• электропроводка, электромонтаж

Действия

• изгибание труб трубогибом
• накатка резьбы на трубах
• нарезка резьбы на трубах
• окраска
• притупление кромок
• резка
• снятие заусенцев с кромок
• снятие фасок
• сушка
• чистка

EN

• electrical metallic conduit
• EMC