Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора

драйверов модулей УСО;

. архивация проектов и функций;

. отладка разработанных программных единиц;

. "горячая" замена исходного кода.

Программирование логики ведется с использованием:

. графических языков программирования (SFC, FBD и LD);

. текстовых языков программирования (IL, ST и "C").

Использование стандартных языков программирования позволяет существенно

снизить затраты на разработку прикладного программного обеспечения.

ISaGRAF предоставляет возможность разрабатывать процедуры с использованием

языка "C". Эти процедуры можно вызывать из любого, описанного выше языка.

Тестирование любого программного продукта составляет существенную

часть всей разработки, и наличие хороших отладочных средств является

необходимым условием для создания сложных программных комплексов.

Графический отладчик интегрирован в систему разработки и дает возможность:

. запускать приложение в реальном режиме и в режиме эмулятора;

. трассировки программ и процедур;

. мониторинга переменных проекта;

. интерактивного изменения содержимого переменных;

. изменения цикла выполнения

В зависимости от реализации системы исполнения ISaGRAF под

определенный тип контроллеров существует поддержка различных протоколов

промышленных сетей непосредственно из ISaGRAF. Это дает возможность

использования одного инструментального средства и для программирования

логики контроллеров и для конфигурирования многоузловых сетей с включением

систем визуализации на базе РС (FactoryLink, InTouch, TraceMode и т.д.).

13 Выбор программного обеспечения верхнего уровня. SCADA системы

Приступая к выбору/разработке специализированного программного

обеспечения (ПО) для создания систем контроля и управления диспетчерского

уровня, необходимо выбрать один из следующих путей:

. программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные

языки программирования, стандартные средства отладки и пр.);

. использование существующих, готовых - COTS (Commercial Of The Shelf) -

инструментальных проблемно-ориентированных средств.

Процесс разработки ПО важно упростить, сократить временные и прямые

финансовые затраты на разработку ПО, минимизировать затраты труда

высококлассных программистов, по возможности привлекая к разработке

специалистов-технологов в области автоматизируемых процессов. При такой

постановке задачи второй путь может оказаться более предпочтительным.

Для сложных распределенных систем процесс разработки собственного ПО с

использованием "традиционных" средств может стать недопустимо длительным, а

затраты на его разработку неоправданно высокими. Вариант с непосредственным

программированием относительно привлекателен лишь для простых систем или

небольших фрагментов большой системы, для которых нет стандартных решений

(не написан, например, подходящий драйвер) или они не устраивают по тем или

иным причинам в принципе.

Далее речь пойдет о существующих, готовых COTS средствах – SCADA

системах.

SCADA-система - система диспетчерского управления и сбора данных.

Специальное программное обеспечение, решающее задачи ввода-вывода

информации в системе АСУ ТП, отслеживание аварийных и предаварийных

ситуаций, обработки и представление на пульт оператора графической

информации о процессе, поддержки отчетов о выполнении технологического

процесса. В мире существуют порядка десятка подобных систем. Имеются

разработчики такого программного обеспечения и в России.

Применение SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition -

диспетчерское управление и сбор данных) – технологий позволяет достичь

высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления,

сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI),

предоставляемого SCADA - системами, полнота и наглядность представляемой на

экране информации, доступность "рычагов" управления, удобство пользования

подсказками и справочной системой и т. д. - повышает эффективность

взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки

при управлении.

Спектр функциональных возможностей определен самой ролью SCADA в

системах управления и реализован практически во всех пакетах:

. автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы

автоматизации без реального программирования;

. программная поддержка разнообразного оборудования и сетевых

протоколов;

. сбор первичной информации от устройств нижнего уровня (сигналы,

определяющие состояние производственного процесса в текущий момент

времени: температура, давление, положение и т.д. с промышленной

аппаратуры: контроллеры, датчики и т.д.;

. обработка первичной информации;

. графическое отображение собранных данных на экране автоматизированного

рабочего места (АРМ) в удобной для оператора форме (на мнемосхемах,

индикаторах, сигнальных элементах, в виде текстовых сообщений и т.д.);

. регистрация тревог (алармы) и исторических данных (тренды)

(автоматический контроль состояния параметров процесса, генерация

сигналов тревоги и выдача сообщений оператору в графической и

текстовой форме в случае выхода их за пределы заданного диапазона);

. хранение информации с возможностью ее пост-обработки (как правило,

реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);

. контроль за действиями оператора путем регистрации его в системе с

помощью имени и пароля, и назначения ему определенных прав доступа,

ограничивающих возможности оператора (если это необходимо) по

управлению производственным процессом;

. средства исполнения прикладных программ.

Кроме перечисленных базовых функций SCADA систем возможно наличие

специфических возможностей:

. разработка и выполнение (автоматическое или по команде оператора)

алгоритмов управления производственным процессом. Сложность алгоритмов

ограничена возможностями и надежностью SCADA системы;

. поддержка новых информационных технологий (WEB, GSM и т.п.);

. интеграция с автоматизированными системами управления предприятиями

(АСУП).

Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет

автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить ряд

задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки

проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку.

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным

методом автоматизированного управления сложными динамическими системами

(процессами).

Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке.

Это несколько десятков SCADA - систем, многие из которых нашли свое

применение и в России. Наиболее популярные из них приведены ниже:

. InTouch (Wonderware) - США;

. Citect (CI Technology) - Австралия;

. FIX (Intellution) - США;

. Genesis (Iconics Co) - США;

. Factory Link (United States Data Co) - США;

. RealFlex (BJ Software Systems) - США;

. Sitex (Jade Software) - Великобритания;

. TraceMode (AdAstrA) - Россия;

. Cimplicity (GE Fanuc) - США;

. САРГОН (НВТ - Автоматика) – Россия;

. LabVIEW DSC (National Instruments) – США.

При таком многообразии SCADA продуктов на российском рынке естественно

возникает вопрос о выборе системы для наиболее эффективного решения

поставленный задачи.

Многие промышленные SCADA системы (например, WinCC) крайне сложны в

освоении (по мнению экспертов их практически невозможно освоить

самостоятельно, без посещения дорогостоящих (сотни евро за семинар)

фирменных курсов) и весьма дороги.

Среди перечисленных SCADA систем особенно хочется выделить продукт

компании National Instruments LabView DSC (LabVIEW Datalogging &

Supervisory Control). Эта система значительно проще в освоении и наглядней

при программировании.

LabVIEW DSC – SCADA система

Компания National Instruments является одним из ведущих разработчиков

контрольно-измерительных систем, в основе которых лежит концепция

виртуальных измерительных приборов. Технология виртуальных приборов

опирается на современную компьютерную технику в комбинации с гибким

программным обеспечением и модульным высокопроизводительным оборудованием

для создания мощных компьютерных измерительных решений. Подход виртуальных

приборов позволяет создавать мощные приложения для повышения

производительности и эффективности на всех этапах производства – от

исследования к опытным разработкам и реальному производству [20,21].

Флагманским продуктом компании National Instruments является

высокоэффективная программная среда LabVIEW, которая сочетает простоту

графического подхода с гибкостью мощного языка программирования. LabVIEW

тесно интегрируется с измерительным оборудованием, что позволяет быстро

создавать эффективные решения в области сбора данных и управления. С

помощью LabVIEW вместо написания текста программы создается графическая

блок-диаграмма виртуального прибора. Именно интуитивно строящаяся блок-

диаграмма, понятная любому инженеру, - определяет функционирование системы.

Данные могут быть получены от тысячи разнообразных устройств, включая

промышленные контроллеры PLC, встраиваемые платы ввода/вывода сигналов

видео и управления приводами. Создаваемая программа имеет возможность

взаимодействия с другими системами посредством компьютерных сетей, ActiveX,

разделяемых библиотек, языка общения с базами данных SQL.

Когда исходные данные получены, мощные математические инструменты

LabVIEW позволяют выявить нужную информацию и затем опубликовать ее в

Интернет или оформить в виде профессионального отчета.

Наибольший интерес для разработчиков промышленных систем управления

представляет редакция Control Edition, содержащая модули LabVIEW Real-Time

и LabVIEW DSC (Datalogging and Supervisory Control Module), а также

драйвера для PLC контроллеров и других устройств. Используя LabVIEW

совместно с этими модулями, можно создавать мощные и эффективные системы

автоматизированного сбора данных и управления технологическими

производствами.

Модуль LabVIEW Real-Time совместно с целевой аппаратной платформой

серии RT позволяет разрабатывать широкий диапазон специализированных,

встраиваемых систем реального времени и загружать их для выполнения на

независимой целевой платформе серии RT (например, в контроллерах серии

FieldPoint) для гарантированного выполнения в режиме жесткого реального

времени.

Особенности:

. графическая разработка встраиваемых систем «жесткого» реального

времени;

. загрузка LabVIEW кода для выполнения на целевой платформе;

. быстрая разработка и отладка;

. тесная интеграция с оборудованием серии RT для обеспечения

производительности жесткого реального времени, надежное выполнение на

отдельном процессоре под управлением ОС РВ;

. интегрированные библиотеки ввода/вывода сигналов, управления приводами

машинного зрения, PID регулирования, нечеткой логики,

последовательного и GRIB интерфейсов, сетевой поддержки и анализа по

точкам.

Модуль LabVIEW Datalogging and Supervisory Control Module, как следует

из названия, предназначен для графической разработки приложений мониторинга

и управления. По сути, этот модуль делает из LabVIEW настоящую SCADA

систему, обладающую полным набором функций программ этого класса. Наряду со

свойствами, необходимыми для современных SCADA-систем, LabVIEW DSC получил

мощную математическую поддержку LabVIEW и опыт тысяч его пользователей.

Особенности:

. быстрая графическая разработка приложений мониторинга и управления с

большим числом каналов;

. обработка тревог и регистрация событий;

. автоматическая регистрация данных;

. просмотр записей и данных в реальном времени;

. обеспечение совместного использования данных в сети;

. сетевой доступ к удаленным базам данных для хранения информации;

. OPC клиент/серверные соединения;

. математическая поддержка LabVIEW и модулей расширения.

Мощный математический аппарат совместно с использованием современных

технологии автоматизации, таких как OPC, позволяет помимо создания систем

управления успешно моделировать на базе LabVIEW DSC многие технологические

процессы, например стадию стерилизации ферментера. Это позволяет создавать

эффективные алгоритмы управления (а также совершенствовать математические

модели процессов) без проведения дорогостоящих экспериментов с

использованием технологического оборудования.

Эти особенности повлияли на выбор в пользу LabVIEW Datalogging and

Supervisory Control Module в качестве SCADA системы для АСУ стадией

стерилизации.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАДИИ СТЕРИЛИЗАЦИИ

БИОРЕАКТОРА

15 Автоматизированное рабочего место оператора. Интерфейс оператора

Выполняемые функции. Требования к конфигурации. Программное обеспечение

В системе автоматизированного управления стадией стерилизации верхний

(диспетчерский) уровень структуры АСУ представлен автоматизированным

рабочим местом оператора (АРМ), на котором функционирует SCADA система NI

LabVIEW DSC и ведется архив базы данных технологических параметров

[23,24,25].

Выполняемые функции:

1) Обеспечение входа в систему по паролям и разграничение уровня

доступа к ресурсам;

2) Отображение и архивирование информации о функционировании системы

стерилизации;

3) Взаимодействие с контроллерной подсистемой управления;

4) Отображение диагностической информации о состоянии составных частей

системы и линий связи;

5) Ведение протокола нарушений и технологического журнала;

6) Ведение протокола работы системы и действий оператора;

7) Возможность управления оператором работой установки в «ручном»

режиме;

8) Взаимодействие с производственной вычислительной сетью.

Автоматизированное рабочее место представляет собой IBM PC совместимую

рабочую станцию в офисном исполнении, размещенную в отапливаемом помещении

с контролируемой температурой и влажностью.

Конфигурация этого компьютера соответствует функциональному назначению

АРМ (сбор и обработка технологической информации с нижних уровней

автоматизации, визуализация технологического процесса). Основные

особенности конфигурации:

1) качественные комплектующие и надежная сборка;

2) большой объем оперативной и постоянной памяти, высокое

быстродействие процессора и системы в целом;

3) видеоподсистема, обеспечивающая высокое качество изображения

(монитор с большим экраном и видеоадаптер с четкой цветопередачей и

стабильной картинкой);

4) эргономичные устройства ввода.

Компьютер подключен через переходник (RS-232/485) к производственной

сети.

Автоматизированное рабочее место оператора функционирует на базе

операционной системы Microsoft Windows 2000 Professional, обеспечивающей

удовлетворительную надежность и совместимость с программным пакетом

Microsoft Office.

Функции SCADA выполняет установленная среда исполнения NI LabVIEW DSC

Run-Time, предоставляющая программную поддержку для выполнения проектов,

разработанных в инструментальной среде NI LabVIEW DSC Standart.

Это программное обеспечение позволило в короткие сроки создать удобный

интерфейс оператора, а также алгоритмы управления и регистрации событий.

Кроме того, на данном АРМ ведется главный архив базы данных

технологического процесса Citadel.

Главный архив удовлетворяет следующим требованиям и имеет следующие

характеристики:

. период хранения данных не менее 30 суток;

. длительность цикла опроса 0,2 с.;

. длительность цикла архивирования 0,2 с.;

. место хранения жесткий диск операторской станции;

. циклическая организация хранения;

Главный архив предназначен для функционирования следующих подсистем:

. подсистема отображения трендов соответствующих групп параметров;

. подсистема протоколирования оперативной и отчетной информации

(событий).

Система позволяет архивировать данные и сообщения о ходе

технологического процесса, обеспечивает выполнение следующих групп функций

создание архива данных о значениях заданных параметров технологического

процесса;

. создание аварийного архива данных о значениях критических

параметров технологического процесса;

. прием и хранение данных в указанных архивах с заданными временами

циклов опроса и архивирования;

. возможность выборки из архива групп данных по определенным

параметрам, (имя параметра) или по интервалу времени;

. формирование расчетных архивов данных по условиям (имена расчетных

параметров, формат хранения, интервал времени в течении которого

будет храниться и архивироваться данный параметр, времена циклов

опроса и архивирования);

. создание архива сообщений о ходе и нарушениях в ходе

технологического процесса;

. хранение выборка и отображение сообщений по заданному критерию;

. печать заданной выборки из архива сообщений по запросу оператора.

Также в системе реализованы функции протоколирования сообщений о ходе

технологического процесса. Регистрируются нарушения и отклонения

технологических параметров, двоичных событий (типа вкл./выкл. или

открыт/закрыт), действия оператора-технолога, аварийные ситуаций.

Данные протоколы в случае необходимости могут быть распечатаны в форме

аналогичной их отображению на экране монитора и в этом случае являются

отчетными документами и предназначены для:

( анализа функционирования технологического объекта;

( управления в регламентных и нештатных ситуациях;

( анализа причин нарушений и отклонений от регламента;

( анализа функционирования программно-технического комплекса.

Рассмотрим подробнее реализацию диспетчерского уровня автоматизации

САУ стадией стерилизации в SCADA системы в NI LabVIEW DSC.

Структура интерфейса оператора

Основой для построения иерархической системы визуализации (интерфейса

оператора) для системы управления является технологическая структура стадии

стерилизации состоящая из ферментера, запорно-регулирующей арматуры,

трубопроводной обвязки.

Визуализация информации о функционировании производства на стадии

стерилизации осуществляется с помощью совокупности видеограмм – окон и

панелей, отображаемых на экранах цветных мониторов рабочих станций

операторов-технологов.

Структура интерфейса оператора:

. верхний уровень: обзорное меню с реализацией функций прямого

вызова видеограмм нижнего уровня;

. нижний уровень: комплекс соответствующих видеограмм отдельной

технологической нитки (стадии стерилизации).

К видеограммам нижнего уровня относятся:

1) Мнемосхема - технологическое окно отображения работы оборудования,

вывода технологических параметров и аварийной сигнализации

(показания датчиков и состояние исполнительных механизмов);

2) Виртуальная панель контроля и управления стадией стерилизации –

окно, служащее управляющим интерфейсом стадии стерилизации;

3) Окно трендов стадии стерилизации – панель, на которой отображается

актуальная технологическая информация в виде графиков и диаграмм -

трендов (trends);

4) Окно событий – предназначено для регистрации и просмотра текущих и

исторических тревог, аварий и других событий;

5) Окно исторических трендов – обеспечивает просмотр графиков

выполнения технологического процесса.

Системы визуализации, построенная на основе описанной структуры в

дальнейшем будет интегрирована в состав диспетчерского уровня АСУТП

биосинтеза эритромицина, в качестве реализации диспетчерского уровня

отдельной ветви технологического процесса.

Общие характеристики интерфейса оператора

Все панели и окна интерфейса оператора, принадлежащие одной системе

визуализации построены по принципу унификации свойств (тип, цвет, анимация)

графических элементов.

Панели и окна интерфейса оператора отображаются на черном фоне экрана

монитора рабочей станции.

Цвет фона панелей и окон интерфейса оператора задается одним цветом

(серо-голубым) для обозначения принадлежности видеограмм к одной системе

визуализации.

Статические составляющие интерфейса оператора, такие как изображения

технологического оборудование установки отображаются преимущественно серым

цветом.

Текстовые обозначения (подписи) индикаторов, полей ввода, аппаратов и

материальных потоков, идентификаторы технологических параметров,

физические размерности технологических параметров, обозначаются черным или

синим цветом.

В оформлении динамических элементов ввода и отображения значений

(состояний) технологических параметров, следуя концепции унификации,

используются следующие цветовые и анимационные решения:

. для алфавитно-цифровых индикаторов параметров технологического

процесса регламентные значения технологических параметров

(активные, рабочие состояния) отображаются зеленым или синим

цветами на черном или белом фоне;

. регламентные значения (неактивные, выключенные состояния)

отображается серым, серо-зеленым, красным цветами (например,

закрытый клапан);

. отклонившиеся от нормы значения технологических параметров при

нарушении границ L и H (сигнализация) отображаются желтым цветом,

при нарушении границ LL HH (блокировка) отображаются ярко красным

цветом, с использованием мерцающей смены цветов.

В оформлении динамических элементов ввода и отображения, не связанных

напрямую с технологическими параметрами (кнопки, переключатели, индикаторы

состояния процесса) используются следующие цветовые и анимационные

решения:

. для обозначения регламентных значений (активных, рабочих состояний)

используются синий, зеленый цвета (различной яркости);

. для обозначений регламентных значений (неактивных, выключенных

состояний) используются серый, красный (приостановка процесса)

цвета;

. не регламентные значения обозначаются желтым, красным цветами с

добавлением анимационных эффектов (мерцание).

Более подробное описание оформления динамических элементов интерфейса

оператора приведено в следующих подразделах.

На видеограммах должна отображаться следующая информация:

. для контролируемых технологических параметров индицируется его

числовое значение и физическая размерность. При выходе значения

параметра за пределы верхних или нижних границ H и L (сигнализация)

и или HH и LL (блокировка), если она/они заданы, цифровое значение

параметра, с момента возникновения отклонения значение

отображается в режиме мигания и выделяется соответствующим цветом –

желтым при нарушении границ типа L и H и ярко красным при нарушении

границ типа LL и HH. После квитирования события оператором -

технологом отображение параметра режим мигания снимается.

Возвращение отображения параметра к обычному цвету происходит при

возврате значения параметра к нормальной величине. Обычным по

умолчанию является синий (зеленый) цвет;

. для регулируемого технологического параметра индицируется название

параметра, его числовое значение, физическая размерность.

Обзорное меню

Обзорное меню предназначено для быстрого (путем нажатия

соответствующей кнопки) вызова всех типов видеограмм, относящихся к данной

технологической линии (стадии стерилизации).

Меню содержит кнопки вызова панелей и окон интерфейса оператора, а

также сопроводительные надписи. Во время работы обзорное меню располагается

постоянно на переднем плане в правой части экрана, делая удобной быструю

навигацию по видеограммам.

При первом нажатии на выбранную кнопку происходит загрузка и запуск

соответствующего окна (панели). Повторное нажатие (при загруженной панели)

приводит к выводу окна на передний план.

Изображение обзорного меню дано на рис. 7.1. Блок-диаграмма приведена

в приложении 8.

[pic]

Рис. 7.1. Обзорное меню

Мнемосхема

Для визуализации состояния технологического оборудования и отображения

текущих значений контролируемых параметров используется мнемосхема,

индицируемая на экране монитора (рис. 7.2). Блок-диаграмма приведена в

приложении 9. Наряду с виртуальной панелью контроля и управления мнемосхема

предназначена для использования операторами-технологами в качестве

основного средства контроля и управления технологическим процессом.

[pic]

Рис. 7.2. Мнемосхема стадии стерилизации биореактора

На мнемосхеме в реальном масштабе времени отображается ход

технологического процесса, а использование объемных изображений элементов

мнемосхемы, максимально приближенных к виду реальных конструкций

технологического оборудования, облегчает работу оператора и обеспечивает

хорошее восприятие им фактического состояния управляемого в дистанционном

режиме оборудования.

Мнемосхема САУ стадии стерилизации повторяет с некоторыми

особенностями функциональную схему автоматизации, содержит основное

технологическое оборудование и направления движения материальных потоков,

отражает принципиальную схему КИПиА с одновременной индикацией в цифровой

форме:

. значений контролируемых и регулируемых технологических параметров;

. значений сигналов, характеризующих действительное состояние

двухпозиционных, исполнительных механизмов (клапанов, насосов);

. состояния (ВКЛ/ВЫКЛ) различного электротехнического оборудования;

. состояние технологического параметра относительно технологических и

аварийных регламентных значений;

. для отсечного клапана выводится текстовая индикация состояния

клапана по управляющему сигналу.

Наибольшее внимание на мнемосхеме уделяется запорно-регулирующей

арматуре, а также позициям, на которых установлены датчики технологического

процесса.

Статические элементы мнемосхемы изображаются в виде объемных фигур

светло-серого цвета с текстовыми подписями, даны названия и направления

массовых потоков (пар, стерильный воздух и др.).

Элементы, участвующие в автоматизации: трубопроводы, запорно-

регулирующая арматура, – сделаны динамическими объектами, свойства которых

(видимость, цвет, анимированные возможности) меняются в соответствии с

выполняемыми операциями процесса.

По данной мнемосхеме осуществляется контроль за следующими параметрами

технологического процесса:

. температура среды внутри ферментера;

. температура на выходном штуцере ферментера;

. давление внутри ферментера;

. уровень среды в ферментере.

Для этого в оформлении мнемосхемы присутствуют динамические элементы

индикаторы физических параметров процесса, связанные с соответствующими

технологическими параметрами:

. индикатор температуры среды внутри ферментера;

. индикатор температуры на выходном штуцере ферментера;

. стрелочный индикатор давления внутри ферментера;

. индикатор уровня среды в ферментере.

Формат отображения информации и оформление индикаторов в определенной

степени аналогичен внешнему виду показывающих приборов обычного типа

(манометр, термометр).

Другими динамическими элементами мнемосхемы являются запорно-

регулирующая арматура и трубопроводная обвязка:

. открытые клапаны и работающие насосы подсвечиваются зеленым цветом,

закрытые клапаны и неработающие насосы подсвечиваются красным

цветом;

. трубопроводная обвязка, при прохождении материального потока,

меняет цвет с нейтрального серого на цвет, определенный в

соответствии с ГОСТ 14202-69 («Трубопроводы промышленный

предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и

маркировочные щитки» см. табл. 7.1).

Основные материально–технические потоки отображаются следующими

цветами (табл. 1).

Таблица 7.1

Цвета материально-технических потоков

|Транспортируемое вещество |Цветовая маркировка |

|Вода |Зеленый |

|Пар |Красный |

|Воздух |Синий |

|Кислота |Оранжевый |

|Щелочь |Фиолетовый |

|Отходящие газы |Желтый |

|Подпитка |Коричневый |

Виртуальная панель контроля и управления

Виртуальная панель контроля и управления наряду с указанной выше

мнемосхемой является основным средством операторов при контроле и

управлении технологическим процессом.

Виртуальная панель контроля и управления построена из следующих

отдельных программных блоков:

. блок управления;

. блок индикаторов;

. блок состояния клапанов и насосов;

С помощью блока управления оператор осуществляет запуск стадии

стерилизации, контролирует течение процесса, может приостанавливать и

возобновлять процесс с выбранной операции. Для этого в данном блоке

присутствуют кнопки: «Старт», «Стоп», «Старт с операции», а также индикатор

«Процесс».

С помощью переключателя «Доступ к ручному управлению» можно

переводить клапаны и насосы в режим ручного управления (управление

осуществляется кнопками блока состояния клапанов и насосов).

Кроме этого блок управления содержит индикаторы тревог и аварийных

ситуаций:

( HH: верхняя аварийная граница;

( H: верхняя технологическая граница;

( L: нижняя технологическая граница;

( LL: нижняя аварийная граница.

Также на блоке управления присутствует цифровой индикатор индекса

текущей операции и текстовое поле, в котором отображается комментарий к

текущей операции.

Другим блоком является блок индикаторов. Формат отображения информации

на нем аналогичен формату отображения технологических параметров на

мнемосхеме стадии стерилизации. По данному блоку осуществляется контроль

за следующими параметрами:

. температура среды внутри ферментера;

. температура на выходном штуцере ферментера;

. давление внутри ферментера;

. уровень среды в ферментере.

Для каждого параметра, кроме отображения в цифровом и графическом виде

его текущего значения, предусмотрены индикаторы состояния связанных с ним

характеристик. Например, выход значений параметра за технологические или

аварийный границы: LL, L, H, HH индикатор рабочего состояния датчиков.

Следующий блок - блок состояния клапанов и насосов.

Блок представляет собой группу индикаторов и элементов управления

состоянием запорно-регулирующий арматуры (кнопок).

В автоматическом режиме стерилизации каждый индикатор информирует о

технологическом состояния соответствующего исполнительного механизма.

В ручном режиме стерилизации контролируется состояние отдельных

клапанов и насосов. Нажатием соответствующей кнопки производится изменение

технологического состояния исполнительного механизма, а индикатор

показывает фактическое состояние этого клапана или насоса. В правом верхнем

углу каждого индикатора технологического состояния запорно-регулирующей

арматуры присутствует индикаторы рабочего состояния соответствующего

элемента.

Виртуальная панель контроля и управления обеспечивает быстрое обучение

оператора и простоту формирования команд управления оборудованием в

дистанционном режиме. Экран виртуальной панели контроля и управления

стадией стерилизации показан на рис. 7.3. Блок-диаграмма приведена в

приложении 10.

[pic]

Рис 7.3. Виртуальная панель контроля и управления

Окно трендов стадии стерилизации

На панели трендов стадии стерилизации в реальном времени идет

отображения значений технологических параметров. Широкие возможности

LabVIEW позволяют использовать мощные средства обработки и визуализации для

предоставления оператору технологической информации в виде графиков и

диаграмм (трендов).

Все технологические параметры, относящиеся к стадии стерилизации,

разделены на группы, отображаемые на соответствующих трендах (графиках

значений технологических параметров на определенном прошедшем интервале

времени). Эти группы объединяют сходные по свойствам технологические

параметры (например, все дискретные сигналы).

Оператор имеет возможность считывать все значения параметров и

определять краткосрочную тенденцию их развития в текущий момент времени.

Тренды, расположенные в верхней части панели трендов (Тренд1, Тренд2,

Тренд3) отображают состояние непрерывных (аналоговых) технологических

параметров (температура, давление, уровень жидкости).

В нижней части панели находится тренд группы дискретных параметров,

фиксирующий состояния клапанов и насосов, участвующих в стадии

стерилизации (открыт/закрыт, включен/выключен). На этой диаграмме

отображается циклограмма стадии стерилизации (графическое изображение

состояний исполнительных механизмов во времени).

Каждый тренд имеет название и поле, содержащее технологические

наименование параметров и используемые цвета и стили отображения.

Для удобства оператора тренды могут легко настраиваться на различные

диапазоны временных осей и амплитуды изменения технологических параметров.

Можно организовать отображение информации с абсолютными или относительными

временными шкалами, просматривать исторические данные (ограничивающиеся

размером буфера графических данных). Легко поддаются настройке свойства

Страницы: 1, 2, 3, 4