Информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов
Информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов предназначена для оценки ситуаций в автоматизированных системах управления в целях регулирования функционирования технологического процесса, а также оперативного контроля и принятия мер, не допускающих возникновения предаварийных и аварийных остановок. Система состоит из модулей, позволяющих на основе оперативных данных, получаемых с датчиков, вести постоянный контроль технологического процесса и при необходимости корректировать его, получать необходимую эксплуатационную информацию в виде различных отчетов, иметь возможность проводить поверки и контроль метрологических параметров, сообщать техническому персоналу о предаварийной и аварийной ситуациях визуальным и звуковым предупреждениями.
Информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов предназначена для оценки ситуаций в автоматизированных системах управления в целях регулирования функционирования технологического процесса, а также оперативного контроля и принятия мер, не допускающих возникновения предаварийных и аварийных остановок. Система состоит из модулей, позволяющих на основе постоянного контроля и анализа событий вести мониторинг технологического процесса, при необходимости корректировать его, а также получать необходимую эксплуатационную информацию в виде различных отчетов, иметь возможность проводить поверки и контроль метрологических параметров, сообщать техническому персоналу о предаварийной и аварийной ситуациях визуальным и звуковым предупреждениями для принятия мер по устранению неполадок.
Полезная модель относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, используемой, в частности, в системах измерений количества и показателей качества нефти.
В качестве прототипа выбрана «Система оповещения для принятия решений в автоматизированных системах управления технологическими процессами» (патент РФ на полезную модель 
107599). Система, содержащая датчик термоЭДС, аналого-цифровой преобразователей, рабочую станцию, модуль цикла сканирования переменных, блок сравнения, речевой извещатель, блок поддержки управления запуском и остановом системы на мнемосхеме, радиотелефон осуществляет вывод сообщения на экраны устройств визуализации, а также формирует и осуществляет передачу речевого сообщения. К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможности регулирования технологическим процессом, вывода событийной информации в виде различных отчетов, поверки и контроля метрологических параметров, а также разграничения прав доступа для технического персонала.
Задача, предлагаемой полезной модели заключается в том, что используя оперативные данные, получаемые с датчиков, вести постоянный контроль над технологическим процессом и при необходимости корректировать его, получать необходимую эксплуатационную информацию в виде различных отчетов, иметь возможность проводить поверки и контроль метрологических параметров.
Указанная задача решается тем, что информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов содержит контроллер, ОРС-сервер, рабочую станцию, блок изменения параметров контроллера, модуль управления исполнительными механизмами, модуль разграничения прав доступа, модуль управления процессами поверки и контроля метрологических параметров, блок цикла сканирования параметров, блок сравнения, окно аварийных событий, звуковое оповещение, модуль мнемосхемы, модуль отображения событийной информации, модуль отображения трендов, блок автоматического формирования отчетов, модуль отчетных форм. Контроллер соединен с ОРС-сервером по двухстороннему каналу связи. ОРС-сервер односторонним каналом связи соединен с рабочей станцией. Первый выход рабочей станции односторонним каналом связи соединен с модулем мнемосхемы, второй выход рабочей станции соединен односторонним каналом связи с модулем отображения событийной информации, третий выход рабочий станции односторонним каналом связи соединен с модулем отображения трендов, четвертый выход рабочий станции односторонним каналом связи соединен с модулем управления процессами поверки и контроля метрологических параметров, пятый выход рабочий станции односторонним каналом связи соединен с модулем управления исполнительными механизмами. Кроме этого, рабочая станция двухсторонними каналами связями соединена с блоком цикла сканирования параметров, блоком автоматического формирования отчетов, блоком изменения параметров контроллера, модулем разграничения прав доступа. Блок изменения параметров контроллера односторонним каналом связи соединен с ОРС-сервером. Модуль управления исполнительными механизмами односторонним каналом связи соединен с ОРС-сервером. Блок автоматического формирования отчетов односторонним каналом связи соединен с модулем отчетных форм. Блок цикла сканирования параметров двухсторонним каналом связи соединен с блоком сравнения. Блок сравнения односторонними каналами связи соединен с окном аварийных событий и звуковым оповещением.
Информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов представлена на фиг.1 и в ее состав входят контроллер 1, ОРС-сервер 2, рабочая станция 3, блок изменения параметров контроллера 4, модуль управления исполнительными механизмами 5, модуль разграничения прав доступа 6, модуль управления процессами поверки и контроля метрологических параметров 7, блок цикла сканирования параметров 8, блок сравнения 9, окно аварийных событий 10, звуковое оповещение 11, модуль мнемосхемы 12, модуль отображения событийной информации 13, модуль отображения трендов 14, блок автоматического формирования отчетов 15, модуль отчетных форм 16.
Система функционирует следующим образом. Данные с датчиков технологических линий поступают на контроллер 1. Обработанные данные с контроллера поступают в ОРС-сервер 2, который осуществляет обмен данными между контроллером и автоматизированным рабочим местом оператора. Задача ОРС-сервера 2 состоит в преобразовании данных, получаемых по протоколу, характерному для контроллера, в стандартизированный вид и передачи дальше рабочей станции 3. Рабочая станция 3 содержит в себе вызов всех модулей, являясь диспетчером АРМа. С заранее заданной частотой параметры из рабочей станции поступают в блок цикла сканирования параметров 8. Откуда попадают в блок сравнения 9, где осуществляется проверка входящих параметров на соответствие пределам уставок. В том случае, если проверка прошла успешно и новые значения соответствуют заданным условиям, то данные записываются в библиотеку модуля отображения трендов 14. Если значения выходят за пределы выставленных уставок, то на мнемосхеме появляется окно аварийных событий 10, в котором указывается дата, время и описание произошедшего события. Окно закрывается, после нажатия на кнопку «Квитировать» (принятие сообщения об аварийной ситуации оператором). Помимо предупредительного окна в программе существует звуковое оповещение 11 о возникновении аварийной ситуации. Оператор на рабочей станции 3 через модуль управления исполнительными механизмами 5, ОРС-сервер 2 и контроллер 1 отдает команды исполнительным механизмам, тем самым регулирует технологический процесс. Данные параметров из рабочей станции 3 попадают в блок автоматического формирования отчетов 15, где с заданной частотой формируются отчеты, которые записывают в лог-файле событие, произошедшее за данный промежуток времени изменения. Модуль отчетных форм 16 позволяет отобразить отчеты различного назначения и периодичности, как например - оперативный двухчасовой, сменный, суточный, журнал регистрации изменений, различные акты, протоколы поверки, протокол контроля метрологических характеристик и т.д. Сформированные отчеты отображаются в окне «Архив документов».
Команды, формируемые в блоке изменения параметров контроллера 4, позволяют изменять и применять определенные параметры в контроллере, внося корректировки в ход технологического процесса.
В модуле управления процессами поверки и контроля метрологических параметров 7 производятся расчеты и определяются отклонения метрологических характеристик средств измерений в межповерочном интервале от действительных значений, определенных при последней поверке, и устанавливается пригодность средств измерений к дальнейшей эксплуатации. Поэтому этот модуль является метрологически значимой частью системы.
Модуль разграничения прав доступа 6 обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к константам системы, участвующим в вычислении технологических характеристик. Модуль обеспечивает поименную регистрацию пользователей с возможностью предоставления (отмены) доступа к тому или иному закрытому ресурсу (просмотр и печать отчетной документации, паспортов качества, актов приема-сдачи, изменение отчетной документации, управление технологическим оборудованием и т.д.) для каждого пользователя (группы пользователей). Существует два уровня доступа. Первый уровень - доступ к изменению технологических (конфигурационных) настроек и параметров оборудования. Второй уровень - изменение метрологических характеристик средств измерений. Изменение регистрационной информации соответствующего уровня доступа допускается после регистрации на данном уровне и только для данного уровня. Изменение метрологических характеристик средств измерений проводит только пользователь, зарегистрированный в системе с правами поверителя.
Модуль мнемосхемы 12 применяется как регулярное отображение измеренных параметров датчиков и свойств средств измерений. На главной мнемосхеме, например, в системе измерений количества и показателей качества нефти, осуществляется регулярное отображение измеренных параметров датчиков, установленных на узле учета. Это давление, температура, расход, плотность, влажность и т.д. В основном окне можно наблюдать текущий режим работы. Подача нефти по линиям определяется по положению арматуры, а также по вращению условных графических изображений преобразователей расхода на измерительных линиях. Значения параметров каждого элемента технологической схемы расположены около его графического изображения в виде метки. Кроме того, на схеме отображается состояние технологического процесса путем изменения цвета индикаторов датчиков.
Модуль отображения событийной информации 13 фиксирует все изменения, происходящие в системе, например, смена пользователя, изменение предела верхней/нижней аварийности, формирование отчетных документов и т.д., и позволяет просматривать эти изменения. В журнале событий фиксируются следующие типы сообщений: информационные, предупредительные, аварийные и квитирование аварий. Все сообщения отображаются в едином окне, где указывается дата и время, и в зависимости от типа события выделяются соответствующим цветом.
Модуль отображения трендов 14 служит для графического отображения основных измеренных параметров. Поменяв дату и время можно просмотреть, как изменялись значения заданных параметров за указанный промежуток времени, а при необходимости имеется возможность выгрузить данные в файл.
Информационно-управляющая система автоматизации технологических процессов, содержащая рабочую станцию, блок цикла сканирования параметров, блок сравнения, звуковое оповещение, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены контроллер, OPC-сервер, блок изменения параметров контроллера, модуль управления исполнительными механизмами, модуль разграничения прав доступа, модуль управления процессами поверки и контроля метрологических параметров, окно аварийных событий, модуль мнемосхемы, модуль отображения событийной информации, модуль отображения трендов, блок автоматического формирования отчетов, модуль отчетных форм, причем контроллер соединен с OPC-сервером по двухстороннему каналу связи, OPC-сервер односторонним каналом связи соединен с рабочей станцией, первый выход рабочей станции односторонним каналом связи соединен с модулем мнемосхемы, второй выход рабочей станции соединен односторонним каналом связи с модулем отображения событийной информации, третий выход рабочей станции односторонним каналом связи соединен с модулем отображения трендов, четвертый выход рабочей станции односторонним каналом связи соединен с модулем управления процессами поверки и контроля метрологических параметров, пятый выход рабочей станции односторонним каналом связи соединен с модулем управления исполнительными механизмами, при этом рабочая станция двухсторонними каналами связи соединена с блоком цикла сканирования параметров, блоком автоматического формирования отчетов, блоком изменения параметров контроллера, модулем разграничения прав доступа, а блок изменения параметров контроллера односторонним каналом связи соединен с OPC-сервером, модуль управления исполнительными механизмами односторонним каналом связи соединен с OPC-сервером, блок автоматического формирования отчетов односторонним каналом связи соединен с модулем отчетных форм, блок цикла сканирования параметров двухсторонним каналом связи соединен с блоком сравнения, блок сравнения односторонними каналами связи соединен с окном аварийных событий и звуковым оповещением.
