HMI на базе рабочих станций оператора
Очень важным моментом в системе управления является органи-
зация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным
комплексом. Обеспечение такого взаимодействия является задачей
человекомашинного интерфейса ( H M I h u m a n machine interface).
Слово «автоматизированная» в аббревиатуре АСУ ТП подразумевает
непосредственное участие человека в процессе реализации системой
определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем
эффективнее взаимодействие человек — система управления. В со-
временных АСУ ТП HMI реализуется двумя способами: 1) на базе
специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых
в центральной диспетчерской; 2) на базе панелей локального управ-
ления, устанавливаемых непосредственно на технологических объ-
ектах. Иногда эти два варианта комбинируются, чтобы достичь наи-
большей гибкости управления.
Рабочая станция оператора (OS, operator station) аппаратно
представляет собой персональный компьютер с несколькими широ-
коэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необхо-
димыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего
уровня (например, на базе Industrial Ethernet).
На станции оператора устанавливается программный пакет ви-
зуализации технологического процесса (SCADA-система).
Существует две схемы подключения операторских станций к уров-
ню управления. По первой схеме каждая операторская станция под-
ключается к контроллерам уровня управления напрямую или с по-
мощью промежуточного коммутатора. Подключенная таким образом
операторская станция работает независимо от других станций сети и
поэтому часто называется одиночной. По второму варианту опера-
торские станции подключают к серверу или резервированной паре
серверов, а серверы, в свою очередь, подключаются к промышленным
контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, по-
стоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по за-
просу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме,
часто называют клиентскими.
HMI на базе панелей
Локального управления
В большинстве случаев рабочие станции устанавливаются центра-
лизованно в диспетчерском центре (операторной), охватывающем
одну технологическую установку, производственный участок, а ино-
гда и целое предприятие. Однако зачастую требуются пункты локаль-
ного управления по месту. Они дают возможность персоналу, рабо-
тающему непосредственно на установке, осуществлять постоянный
мониторинг технологического процесса и локальное управление, на-
пример изменение каких-либо уставок и т. п. Эти пункты локально-
го управления называются операторскими панелями локального
мониторинга и управления.
Операторская панель представляет собой компактную вычисли-
тельную машину со встроенным жидкокристаллическим дисплеем.
Для реализации функций управления панели снабжаются блоками
кнопочного управления и/или сенсорными экранами. Типовая панель
предоставляет пользователю следующие возможности: 1) визуализа-
ция параметров технологического процесса в текстовом или графи-
ческом режимах; 2) управление и обработка аварийных сообщений,
регистрация времени и даты возникновения аварийных сообщений;
3) ручное управление с помощью функциональных кнопок или сен-
сорного экрана; 4) возможность свободного программирования
графики и настройки функциональных клавиш; 5) построение диа-
грамм и трендов, отображение сводных отчетов. В графическом ре-
жиме визуализация процесса происходит с помощью интерактивных
мнемосхем, очень похожих на те, которые имеются в операторских
станциях, только более компактных (это связано с ограниченным
разрешением экрана). В текстовом режиме процесс отображается в
виде строк или в виде специальных таблиц. Поскольку текстовый
формат представления данных недостаточно нагляден и информати-
вен, графические панели получили большее распространение.
Операторские панели разных моделей различаются типом и раз-
мером экрана (монохромный или цветной), организацией управления
(сенсорный экран или функциональные кнопки), количеством под-
держиваемых сетевых коммуникационных протоколов, быстродей-
ствием процессора и объемом встроенной Flash-памя т. Интеграция
операторской панели в систему управления зависит от поддерживае-
мых сетевых протоколов и наличия соответствующих коммуникаци-
онных интерфейсов. Большинство современных панелей поддержи-
вают, по меньшей мере, два сетевых протокола: один служит для
подключения панели к полевой шине (Profibus, Modbus и т.д.), дру-
гой — для интеграции в сеть верхнего уровня (Industrial Ethernet).
Подключенная к шине панель может выступать и как ведущий узел,
и как ведомый.
Контрольные вопросы
1. На какие классы делятся все АСУ ТП?
2. Что означает понятие реального времени в системах автоматизации?
3. Каковы характерные особенности SCADA-систем с точки зрения про-
цесса управления?
4. Что такое промышленная сеть?
5. Какие виды сетевой топологии вы знаете?
6. Каким образом тип доступа к физическому каналу определяет регламент
использования отдельными устройствами общей линии связи?
7. Что такое человекомашинный интерфейс?
