access operator

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

контроль доступа и протоколирование действий оператора
-
[Интент]

Тематики

• автоматизированные системы

EN

• access control and operator’s actions archiving

оператор сети доступа
Оператор сети доступа обслуживает систему физического доступа, охватывая область между эталонными точками U-R и V эталонной модели системы (МСЭ-Т Н.610).
[ http://www.iks-media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

EN

• access network operator

Независимый системный оператор
ISO
ISO – это компания, отвечающая за надежную работу энергосистемы и предоставление открытого доступа к передаче всем участникам рынка на недискриминационной основе (Термины Рабочей Группы правового регулирования ЭРРА).
[Англо-русский глосcарий энергетических терминов ERRA]

EN

independent system operator | ISO
An ISO is the entity charged with reliable operation of the grid and provision of open transmission access to all market participants on a nondiscriminatory basis (ERRA Legal Regulation Working Group Terms).
[Англо-русский глосcарий энергетических терминов ERRA]

Тематики

• энергетика в целом

Синонимы

• ISO

EN

• independent system operator
• ISO

независимый системный оператор
—
[В.А.Семенов. Англо-русский словарь по релейной защите]

Тематики

• релейная защита

EN

• independent system operator

дистанционное техническое обслуживание
Техническое обслуживание объекта, проводимое под управлением персонала без его непосредственного присутствия.
[ОСТ 45.152-99 ]

Параллельные тексты EN-RU из ABB Review. Перевод компании Интент

ограждение
Элемент, обеспечивающий защиту от прямого контакта в любом обычном направлении (минимум IP2X) и от электрической дуги, возникающей при срабатывании коммутационных аппаратов и других подобных устройств.
Примечание — Ограждение, на которое выведены органы управления, называется ограждением с оперативной поверхностью или оперативной поверхностью.
[ ГОСТ Р 51321. 1-2000 ( МЭК 60439-1-92)]

ограждение
Перегородка, спроектированная как часть машины с целью обеспечения защиты персонала.
Примечание 1
Защитное ограждение может действовать:
-самостоятельно; в этом случае его действие будет эффективным, если оно «закрыто» (перемещаемое ограждение) или «прочно удерживается на месте» (неподвижное ограждение);
-вместе с блокировочным устройством с фиксацией или без нее; в этом случае защита обеспечивается в любом положении ограждения.
Примечание 2
Название защитного ограждения зависит от его конструкции, например кожух, щит, крышка, экран, дверца, ограждение по периметру.
Примечание 3
Типы защитных ограждений и требования, предъявляемые к ним по ИСО 12100-2, пункт 5 3.2 и ИСО 14120.
[ ГОСТ Р ИСО 12100-1:2007]

ограждение
Элемент, обеспечивающий защиту от прямых контактов в обычных направлениях доступа.
[ ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007]

ограждение
Часть, обеспечивающая защиту от прямого контакта в любом обычном направлении.
[ ГОСТ Р МЭК 61439.1-2013]

EN

barrier
part providing protection against direct contact from any usual direction of access
[IEC 60204-1-2006]
[IEC 61439-1, ed. 2.0 (2011-08)]

FR

barrière
partie assurant la protection contre les contacts directs dans toute direction habituelle d'accès
[IEC 61439-1, ed. 2.0 (2011-08)]

Параллельные тексты EN-RU

A partition is an element of separation between two cubicles, whereas a barrier protects the operator against direct contact and against the effects of circuit-breaker arcs propagating in the direction of usual access.
[ABB]

Перегородка представляет собой элемент, разделяющий два шкафа, в то время как ограждение защищает оператора от прямого прикосновения и от воздействия дуги, возникающей при коммутации автоматического выключателя и распространяющейся в направлении обычного доступа.
[Перевод Интент]

Тематики

• НКУ (шкафы, пульты,...)
• безопасность машин и труда в целом
• электробезопасность

EN

• barrier
• guard

FR

• barrière

3.25 ограждение (guard): Перегородка, спроектированная как часть машины с целью обеспечения защиты персонала.

Примечание 1 - Защитное ограждение может действовать:

- самостоятельно; в этом случае его действие будет эффективным, если оно «закрыто» (перемещаемое ограждение) или «прочно удерживается на месте» (неподвижное ограждение);

- вместе с блокировочным устройством с фиксацией или без нее; в этом случае защита обеспечивается в любом положении ограждения.

Примечание 2 - Название защитного ограждения зависит от его конструкции, например кожух, щит, крышка, экран, дверца, ограждение по периметру.

Примечание 3 - Типы защитных ограждений и требования, предъявляемые к ним по ИСО 12100-2, пункт 5 3.2 и ИСО 14120 [7].

Источник: ГОСТ Р ИСО 12100-1-2007: Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методология оригинал документа

перегородка
Элемент, отделяющий секцию, подсекцию друг от друга.
[ ГОСТ Р 51321. 1-2000 ( МЭК 60439-1-92)]

перегородка
Часть панели (шкафа), отделяющая один функциональный блок от другого или разделяющая цепи различного назначения
[ ГОСТ Р 51732-2001]

перегородка
Часть оболочки секции, отделяющая ее от других секций.
[ ГОСТ Р МЭК 61439.1-2013]

EN

partition
part of the enclosure of a compartment separating it from other compartments
[IEC 61439-1, ed. 2.0 (2011-08)]

FR

cloison
partie de l'enveloppe d'un compartiment le séparant des autres compartiments
[IEC 61439-1, ed. 2.0 (2011-08)]

A partition is an element of separation between two cubicles, whereas a barrier protects the operator against direct contact and against the effects of circuit-breaker arcs propagating in the direction of usual access.
[ABB]

Перегородка представляет собой элемент, разделяющий два шкафа, в то время как ограждение защищает оператора от прямого прикосновения и от воздействия дуги, возникающей при коммутации автоматического выключателя и распространяющейся в направлении обычного доступа.
[Перевод Интент]

Any partition between upstream and downstream connections of the device must be made of nonmagnetic material.
[Schneider Electric]

Перегородка, отделяющая присоединение проводников к аппарату со стороны источника питания от присоединения проводников со стороны нагрузки, должна быть выполнена из немагнитного материала.
[Интент]

Тематики

• НКУ (шкафы, пульты,...)

Обобщающие термины

• элементы конструкции НКУ

EN

• partition

FR

• cloison