Технологическая сигнализация

Лекция 7.

Информационные подсистемы АСУ.

Системы сигнализации.

Учебная литература: Пл. 147-167

План лекции.

- Способы представления информации оператору

o Виды информационных сигналов

o Зрительная индикация

o Кодирование

o Акустическая индикация звуковых и речевых сигналов

- Информационные функции технических средств

- Теплотехнический контроль

- Сигнализация

o Общая концепция

o Виды сигнализации – звуковая, световая; аварийная, предупредительная.

Способы представления информации оператору

Информационные подсистемы современных АСУ разрабатываются с учетом противоречивых требований. С одной стороны, на крупных объектах часто необходимо охватить измерениями до тысячи и более параметров, с другой – согласовать интенсивность потока сигналов, поступающих от объектов управления и вышестоящих подсистем АСУ, с реальной возможностью оператора воспринимать информацию.

Виды информационных сигналов

Их три вида, так как человек воспринимает зрительные, слуховые и тактильные раздражители.

Свет имеет преимущество при передаче дискретных сигналов, звук – при передаче непрерывных. На звук человек реагирует быстрее, чем на свет, быстрее всего человек реагирует на тактильные раздражители. При этом слуховую и зрительную информацию можно воспринимать на расстоянии от источника информации, тактильную – нет, и это ограничивает применение данного способа передачи информации.

Тактильный способ применяется крайне редко, обычно – при работе с клавишными аппаратами, на клавиши наносят рельефные изображения для облегчения труда оператора.

Световые и звуковые сигналы в системах отображения информации должны укладываться в диапазон чувствительности человека.

Видимость световых сигналов определяется также их контрастностью по отношению к фону. Прямой контраст (предмет темнее фона) предпочтительнее обратного.

Звуки, разные по частоте, воспринимаются по-разному, также по-разному воспринимаются разные по амплитуде звуки.

Зрительная индикация

Существует три вида зрительной индикации: стрелочная, знаковая и графическая. Все три вида могут осуществляться через ЭВМ.

Стрелочная индикацияпроста, однако таким образом можно отобразить информацию только об одном параметре. У стрелочного прибора должна быть достаточная площадь циферблата, клиновидная форма стрелки, достаточно большие цифры, приемлемая толщина штрихов, при этом оцифрованные штрихи должны быть толще остальных.

Знаковая индикация. Начертание знаков должно быть оптимальным, большое значение имеет видимость знака и частота смены знаков.

Графическая индикация применяется для выявления тенденций изменения параметров (особенно – в случае медленно изменяющихся параметров), для анализа аварийных ситуаций, при определении динамических характеристик ТОУ.

Кодирование –преобразование зрительной информации в сигнал, удобный для передачи информации по выбранному каналу связи, при передаче визуальной информации под кодированием понимают способ представления оператору информации с помощью условных символов: букв, цифр, геометрических фигур, цвета. Выбор кода зависит от конкретной задачи.

В задачах опознания объекта наибольшей эффективностью с точки зрения скорости обладает цвет. Если информацию необходимо запомнить, лучше использовать цифровые или буквенные коды. Также при выборе кода нужно учитывать привычные ассоциации оператора. Например, чем большим шрифтом отображен параметр, тем он важнее, красный – цвет тревоги и т.д.

Кодовые знаки должные быть в любом случае хорошо различимы.

Акустическая индикация звуковых и речевых сигналов

Акустические сигналы бывают звуковые (гудок, звонок, сирена) и речевые.

Звуковые сигналы применяются, если:

- поступающая информация требует немедленной реакции;

- появление новой зрительной информации нежелательно ввиду перегрузки оператора уже существующей;

- условия работы оператора не позволяют осуществлять непрерывный визуальный контроль;

- необходимо предупредить о поступлении последующего важного сигнала или о предстоящей речевой связи.

Звуковые сигналы предпочтительнее речевых в случае простоты передаваемой информации или при передаче информации путем простых закодированных сигналов. Источники звука: гудок, колокол, сирена, генераторы звуковых колебаний различных тональностей.

Речевые сигналы применяются для передаче сложных сообщений или в случае двустороннего обмена информацией. В виде речевых сообщений также передается особо важная информация, например, на электростанциях в виде речевых сообщений передаются сигналы об останове или пуске основного оборудования.

В настоящее время на крупных предприятиях зрительный канал оператора достаточно сильно загружен, поэтому предпринимаются попытки разгрузить зрительный канал за счет использования слухового.

Информационные функции технических средств

Технические средства представления информации оператору делятся на две группы:

1) целевые;

2) ситуационные.

Целевые отображают цель управления, т.е., численные значения критериев управления. Это сравнительно небольшая группа технических средств, используется, в основном, при работе в режиме советчика оператору.

Ситуационные тех. средства (ТС) выполняют чисто информационную роль.

По степени детализации ТС делятся на интегральные и детальные.

Интегральные представляют контролируемую величину в обобщенном виде, детальные уточняют показатели по отдельным параметрам.

Недостаток стрелочных или цифровых индикаторов состоит в том, что время реакции на символы или слова относительно велико, время реакции на изображение предмета меньше в несколько раз.

Поэтому широко применяются мнемосхемы, в том числе, активные.

Теплотехнический контроль

Теплотехнический контроль – процесс измерения теплотехнических величин (температуры, давления, расхода и т.д.) при помощи совокупности средств, выполняющих эти измерения. Большинство теплотехнических измерений выполняют при помощи средств дистанционного действия. Информация для оператора или АСУ идет от систем теплотехнического контроля.

В современных системах теплотехнического контроля природа сигналов может быть электрической, пневматической или гидравлической, широко используются унифицированные сигналы (электрические – 0-5 или 4-20 мА, пневматические – 0.02-0.1 МПа). Унификацию сигналов можно выполнить с помощью нормирующих преобразователей.

При выборе для установки конкретного прибора или измерительного комплекта и оценке его пригодности используются метрологические характеристики средств измерения, основная из них – абсолютная погрешность.

Погрешность измерительного комплекта определяется, как геометрическая сумма погрешностей его составляющих.

Технологическая сигнализация

Сигнализация служит для трех целей:

- сообщить о предстоящем включении или отключении какого-либо оборудования (предупредительная сигнализация);

- сообщить о выходе какого-либо параметра за определенные пределы.;

- сообщить о неисправностях в АСУТП.

Существуют следующие виды ТС в зависимости от характера нарушения технологического процесса и функционирования технических средств АСУ:

- отклонения параметров от допустимых значений;

- аварийных отклонений параметров, требующих немедленного останова оборудования;

- срабатывания защит;

- вызова к месту неисправности;

- нарушения электропитания технических средств автоматизации.

На рис. 7.1 приводится схематическое изображение оси значений технологического параметра, на которой отмечены различные зоны. Пока значение параметра равно номинальному или находится в зоне нечувствительности, АСР и другие системы не включаются в работу. Когда параметр находится в зоне работы АСР, АСР стремится вернуть его обратно в зону нечувствительности. Нахождение параметра в зоне работы АСР – это нормальный режим работы. В случае, если параметр выходит за пределы зоны работы АСР, срабатывает сигнализация. Может быть несколько «ступеней» сигнализации, при этом авария еще не происходит, и защита еще не срабатывает, сигнализация лишь сообщает о потенциально опасном режиме работы.

Если параметр выходит из зоны работы АСР, после чего срабатывает сигнализация, а затем параметр возвращается обратно в зону работы АСР, сигнализация продолжает работать – реализуется так называемый «самоподхват». Отключить сигнализацию может только оператор.

Если после срабатывания сигнализации меры не были приняты или оказались бесполезны, и параметр продолжил отклоняться от номинального значения, срабатывает защита. Защита также может быть реализована в несколько ступеней. При срабатывании защиты авария также еще не происходит.

Рис. 7.1. Диаграмма значений параметра.

Для оповещения персонала в системах защиты имеются зрительные и акустические индикаторы, т.е., можно сказать, что сигнализация бывает световая и звуковая.

Звуковая сигнализация обычно бывает двухтональная, первый тон включается как предупредительный сигнал, второй, более мощный, несет основную информацию, т.е., предупреждает персонал.

Световая сигнализация может быть выполнена в виде ламп разного цвета, световых табло (на них указывается причина появления сигнала) или вышеперечисленного, реализованного на компьютере как элемент визуализации. На крупных предприятиях, где количество сигналов на один операторский пост велико, появление нового сигнала необходимо выделять мерцанием или звуковым сигналом.

Схемы сигнализации должны быть выполнены с учетом повышенных требований к надежности. Отказ одного из элементов не должен приводить к отказу всей системы. При построении схем нужно соблюдать принцип разделения на независимые участки (группы), что повышает ремонтопригодность системы и уменьшает вероятность отказа. Питание системы сигнализации должно осуществляться от собственного источника.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: