≡× МЕНЮ

• Интерьер
• Окна
• Стены
• Проекты
• Постройки

Электронные средства сбора, обработки и отображения информации. Тактильная мнемосхема для помещений Мнемосхемы для диспетчерских пунктов

Для удобства наглядного восприятия функциональных схем объектов, контролируемых либо управляемых, применяют мнемосхемы - графические изображения схем этих объектов. Мнемосхема может отображать например цех станков с ЧПУ, какой-нибудь технологический процесс или систему, например энергетическую сеть. Другими словами, мнемосхема являет собой информационную условную модель системы или процесса в виде символов, обозначающих части системы, а также их связи.

Мнемосхема отражает графически структуру всей системы, облегчая тем самым работу оператора, который, благодаря такой схеме, сам легче запоминает структуру системы, взаимосвязи параметров, назначение тех или иных органов управления, приборов, станков и т. д.

Для оператора, управляющего процессами, мнемосхема служит, пожалуй, одним из важнейших источников информации о процессах, происходящих в данный момент в системе, о структуре и характере этих процессов, о текущем статусе системы, в частности, об авариях и нарушениях нормальных режимов работы.

Если управляемый объект обладает сложной структурой, имеет множество параметров, которые надлежит оперативно контролировать, и представляет собой технологически сложную схему. Если в процессе работы объекта сама технологическая схема может изменяться, - в этих случаях мнемосхемы оказываются весьма и весьма эффективными инструментами. Они могут отображать состояния отдельных устройств, машин, агрегатов, значения различных параметров, а также предоставлять общую информацию о протекании технологического процесса.

Оператор, работающий в условиях обилия поступающей к нему информации, благодаря мнемосхемам, может более эффективно осуществлять информационный поиск, поскольку мнемосхема всегда подразумевает логику, она отображает реальные связи между параметрами объекта, подлежащего управлению или контролю.

При помощи мнемосхемы, оператор легко систематизирует логически и своевременно обработает поступающую к нему информацию, техническая диагностика в случае отклонения от нормы также облегчается. Мнемосхема служит таким образом внешней опорой для принятия наилучшего решения и осуществления правильного управляющего воздействия.

Мнемосхемы всегда создают придерживаясь ряда принципов, которые сформировались за много лет практического применения мнемосхем. И одним из главных принципов является лаконичность. Мнемосхема не должна содержать ничего лишнего, она должна быть как можно более простой. В отсутствие затемняющих элементов, отображаемые данные должны отображаться четко и конкретно, по возможности наиболее кратко, дабы их легко можно было воспринять и в дальнейшем оперативно обработать.

Принцип унификации (обобщения) подразумевает выделение на мнемосхеме и использование в ней наиболее значимых особенностей объектов, то есть несущественных конструктивных особенностей системы отображать на мнемосхеме не нужно. Символы же сходных процессов и объектов следует объединять и унифицировать.

Принцип акцентирования элементов управления и контроля диктует необходимость прежде всего выделять формой, цветом и размером наиболее важные элементы, служащие для контроля за состоянием, и побуждающие для принятия важных решений относительно воздействия на объект управления.

Согласно принципу автономности, важно обособлять друг от друга части мнемосхемы, соответствующие автономно управляемым и контролируемым агрегатам и объектам системы. Обособленные части четко ограничиваются от других, подчиняясь принципу структурности, согласно которому они должны иметь структуру отличающуюся от других структур, и легко запоминаться, при этом структура должна соответствующим образом отражать на мнемосхеме характер и основные свойства объекта.

Принцип пространственного соответствия элементов управления и контроля обязует располагать индикаторы и контрольно-измерительные приборы строго согласно расположению соответствующих элементов управления, чтобы закон совместности реакции со стимулом соблюдался.

Одним из ключевых принципов при создании мнемосхем является принцип использования стереотипов и привычных ассоциаций. Условные обозначения параметров должны ассоциироваться у оператора со стандартными обозначениями данных параметров, которые общеприняты, и вместо абстрактных значков лучше использовать символы обозначающие именно соответствующие процессы и объекты.

На рисунке приведен пример различных обозначений одних и тех же параметров. Здесь в верхней строчке изображены буквенные обозначения, во второй строчке - их условные обозначения, а в третьей - мнемосимволы. Очевидно, мнемосимволы схожи своими контурами с начертаниями букв, поэтому именно мнемосимволы оказываются более предпочтительными.

Практика показывает, что использование мнемосимволов приводит к снижению числа ошибок и к сокращению времени, которое оператор затрачивает на распознавание символа на 40%.

При всем при этом, мнемосхема не обязательно должна полностью копировать техническую структуру. Ее задача - отобразить логику управляемых и контролируемых процессов, упростить для оператора поиск и опознание требуемой информации, помочь оперативно принять правильное решение и совершить вовремя нужную операцию.

Мнемосхемы бывают диспетчерскими и операторскими. Операторские отображают единый технологический комплекс, а диспетчерские - рассредоточенную систему, состоящую из объектов, комплексов, агрегатов и т. д. В связи с этим существуют различия между двумя этими видами мнемосхем по степени детализации и по подробности отображения объектов.

Если оператор выполняет прямо на мнемосхеме переключения, то такая операторская мнемосхема называется оперативной. Если мнемосхема служит только для информирования оператора, то это - неоперативная мнемосхема. Диспетчерские мнемосхемы по аналогичному признаку подразделяются на мимические и световые.

В состав оперативной мнемосхемы, помимо устройств отображения и измерительных приборов, сигнальных и изобразительных элементов, включены также и органы управления вызывного либо индивидуального типа. На мимических диспетчерских мнемосхемах имеются переключатели для ручного снятия сигналов и получения на мнемосхеме данных о текущем реальном состоянии объекта контроля.

Если на мнемосхеме каждый из информирующих элементов связан с индивидуальным датчиком, такая мнемосхема называется однообъектной или индивидуальной. Если имеется возможность переключения между несколькими однотипными объектами, то такая мнемосхема называется многообъектной или избирательной (вызывной).

Так, вызывные мнемосхемы могут переключаться между несколькими датчиками одного объекта либо между объектами. Вызывные мнемосхемы позволяют сократить площадь панели, вместо нескольких использовать одну, сэкономить на установке приборов и на системах обработки информации, а также облегчить труд оператора посредством упрощения схемы и сужения поля зрения.

Если на мнемосхеме отображается всегда постоянная схема одного и того же объекта, то такая мнемосхема и называется постоянной. Если в зависимости от режимов функционирования объекта, в зависимости от характера протекающих процессов, изображение сильно меняется такая мнемосхема называется сменной. Например, сначала отображается пусковая схема, затем схема нормального режима работы объекта, а в случае аварии - схема аварийная.

Мнемосхемы размещаются как на панели пульта, так и на отдельных панелях, на приставках к пульту, и на надстройках к приборному щиту. Отображение информации может быть представлено как в дискретной, так и в аналоговой форме или же в аналого-дискретной форме.

По форме условных обозначений агрегата, объекта, технологического оборудования, мнемосхемы подразделяются на объемные, плоские и рельефные. По способу кодирования - на символические и условные. Условные знаки никоим образом не ассоциируются с реальными процессами и объектами. На приведенном ранее рисунке, вторая строчка соответствует условному способу кодирования, третья - символическому.

По способу изображения на мнемосхемах символов или знаков, изображения могут быть прямой или обратной контрастности. Наносятся элементы фотоспособом, рисованием, наклейкой, электролюминесцентными источниками света, газоразрядными, светодиодными, лампами накаливания, .

Дисплеи нынче наиболее популярны, поскольку при сложной разветвленной структуре объекта, когда технологически регулярно процесс меняется, и нужно по сути несколько мнемосхем. Экран дисплея позволяет отобразить мнемосхему всей системы, либо схемы отдельных объектов или узлов. Вызов требуемой мнемосхемы на экран осуществляет сам оператор или компьютер.

В ходе разработки мнемосхемы подбирают наиболее оптимальную форму символов. Они должны быть при этом замкнутыми, а дополнительные линии и элементы не должны пересекаться с контуром символа, дабы не мешать считыванию информации оператором. К аварийным символам и к символам, сигнализирующим о функциональном состоянии требования особенно высоки.

Для индикации «включено» служит обычно зеленый цвет, для «отключено» - красный. Об изменении состояния информирует прерывистый сигнал нового состояния, например если сначала агрегат работал, и индикатор был зеленым, то при выключении мигает красный прерывистый. Частота вспышек - от 3 до 8 Гц, при длительности свечения не менее 50 мс. Сигнал о смене состояния может отключить лишь сам диспетчер.

Что касается соединительных линий на мнемосхеме, то они должны быть сплошными прямыми, по возможности как можно более короткими, и как можно меньше иметь между собой пересечений. Если мнемосхема очень крупная, на ней представлено много объектов, при этом цвета различны и ярки, зрение оператора перегружается. По этой причине, на мнемосхемах всегда стараются уменьшить количество переутомляющих глаза цветов: пурпурного, фиолетового и красного. Цвет фона не должен быть насыщенным, и лучше если цвет его будет светло желтым, светло серым или салатовым.

При оценке готовых мнемосхем учитывают соотношение между количествами пассивных и активных элементов, это говорит о степени информативности мнемосхемы, также вычисляют отношение количества пассивных элементов к общему количеству элементов мнемосхемы.

Вообще, при проектировании мнемосхемы рассматривают несколько ее конечных вариантов, и моделируя мнемосхему тем или иным способом, моделируют и процесс взаимодействия оператора с мнемосхемой. Чем быстрее оператор способен решать поставленные задачи, и чем меньше он допускает при этом ошибок, тем более удачной считается мнемосхема.

Спектр применения мнемосхем сегодня огромен. Мнемосхемы находят широкое применение в строительстве, в металлургии, в энергетике, в машиностроении, в приборостроении, в железнодорожной и вообще в транспортной отрасли, и во многих других промышленных и гражданских отраслях.

Мнемосхема представляет собой наглядное графическое изображение функциональной схемы управляемого или контролируемого объекта. Это может быть технологический процесс, энергетическая система, цех станков с числовым программным управлением и т.п. Иначе говоря, мнемосхема - это условная информационная модель производственного процесса или системы, выполненная как комплекс символов, изображающих элементы системы (или процесс) с их взаимными связями.

Наглядно отображая структуру системы, мнемосхема облегчает оператору запоминание схем объектов, взаимосвязь между параметрами, назначение приборов и органов управления. В процессе управления мнемосхема является для оператора важнейшим источником информации о текущем состоянии системы, характере и структуре протекающих в ней процессов, в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т.п.

Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда:

Управляемый объект имеет сложную технологическую схему и большое число контролируемых параметров;

Технологическая схема объекта может оперативно изменяться в процессе работы.

Мнемосхемы могут отражать как общую картину состояния системы, технологического процесса, так и состояние отдельных агрегатов, устройств, значения параметров и т.п. Мнемосхемы помогают оператору, работающему в условиях большого количества поступающей информации, облегчить процесс информационного поиска, подчинив его определенной логике, диктуемой реальными связями параметров контролируемого объекта. Они облегчают оператору логическую систематизацию и обработку поступающей информации, помогают осуществлению технической диагностики при отклонениях процесса от нормы, обеспечивают внешнюю опору для выработки оптимальных решений и формирования управляющих воздействий.

В основу построения мнемосхем положен ряд принципов, выработанных в процессе многолетней практики их применения. Один из основных - принцип лаконичности , согласно которому мнемосхема должна быть простой, не должна содержать лишних, затемняющих элементов, а отображаемая информация должна быть четкой, конкретной и краткой, удобной для восприятия и дальнейшей переработки.

Принцип обобщения и унификации предусматривает требование, согласно которому надо выделять и использовать наиболее существенные особенности управляемых объектов, т.е. на мнемосхеме не следует применять элементы, обозначающие несущественные конструктивные особенности системы, а символы сходных объектов и процессов необходимо по возможности объединять и унифицировать.

Согласно принципу акцента к элементам контроля и управления на мнемосхемах в первую очередь необходимо выделять размерами, формой или цветом элементы, наиболее существенные для оценки состояния, принятия решения и воздействия на управляемый объект.

Принцип автономности предусматривает необходимость обособления друг от друга участков мнемосхемы, соответствующих автономно контролируемым и управляемым объектам и агрегатам. Эти обособленные участки должны быть четко отграничены от других и согласно принципу структурности должны иметь завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру. Структура должна отражать характер объекта и его основные свойства.

В соответствии с принципом пространственного соотнесения элементов контроля и управления расположение контрольно-измерительных и индикаторных приборов должно быть четко согласовано с расположением соответствующих им элементов управления, т.е. должен соблюдаться закон совместности стимула и реакции.

Принцип использования привычных ассоциаций и стереотипов предполагает применение на мнемосхемах таких условных обозначений параметров, которые ассоциируют с общепринятыми буквенными обозначениями этих параметров. Желательно применять, если это возможно, вместо абстрактных знаков символы, ассоциирующиеся с объектами

и процессами. На рис. 7.12, а показаны варианты А и Б условных обозначений таких параметров, как расход G , содержание кислорода О 2 , давление р , добавка химреактива +, химический состав Х и мощность W . Алфавит Б мнемосимволов имеет меньшее число различных признаков по сравнению с алфавитом А, но алфавит Б построен по принципу ассоциаций между конфигурацией контуров знаков и начертанием букв, используемых для обозначения соответствующих параметров (рис. 7.12, б ).

Рис. 7.12 -Варианты мнемосимволов параметров энергоблока:

а - буквенное обозначение параметров и их условные знаки (А) и ассоциативные мнемосимволы (Б); б - пояснения связей начертаний мнемосимволов с буквенными обозначениями

Испытания обученных операторов, знающих буквенное обозначения параметров, показали, что при использовании алфавита мнемосимволов Б по сравнению с алфавитом условных знаков А уменьшается время, затрачиваемое на опознание символов, на 30-40 % и число ошибок.

Мнемосхема не должна обязательно копировать техническую схему. Она должна отображать логику контролируемых и управляемых процессов, способствовать упрощению поиска и опознания нужной информации и оперативному принятию правильных решений.

По функциям операторов, работающих с мнемосхемами, последние разделяются на операторские и диспетчерские. К первым относятся мнемосхемы, отображающие, как правило, единый пространственно сосредоточенный технологический комплекс, тогда как вторые отображают рассредоточенную систему, включающую в себя разнообразные технологические комплексы, объекты, агрегаты. Операторские и диспетчерские мнемосхемы существенно различаются степенью детализации и подробностью отображения отдельных объектов контроля и управления.

В зависимости от того, выполняет оператор какие-либо переключения непосредственно на мнемосхеме или она является чисто осведомительным информационным устройством, операторские мнемосхемы подразделяются на оперативные и неоперативные, а диспетчерские - на световые и мимические . Оперативные мнемосхемы наряду с различными устройствами отображения, приборами, изобразительными и сигнальными элементами имеют органы управления индивидуального или вызывного типа, а мимические - ручные переключатели для снятия сигналов и приведения отображения состояния объекта на мнемосхеме в соответствие с его реальным состоянием.

Мнемосхемы , у которых каждый информационный элемент связан только с одним датчиком, т.е. участки схемы постоянно подключены к одним и тем же управляемым объектам, называют индивидуальными или однообъектными. Мнемосхемы , у которых участки могут периодически или по необходимости подключаться к нескольким объектам, имеющим одинаковую структуру, называются вызывными или избирательными (многообъектными) . В вызывных мнемосхемах могут подключаться либо тот или иной объект, либо тот или иной датчик одного объекта. С помощью вызывной мнемосхемы можно значительно сократить размеры панели, сэкономить в приборах и СОИ, облегчить условия работы оператора за счет уменьшения поля зрения и упрощения схемы.

Мнемосхема , на которой постоянно отображается одна и та же схема объекта, называется постоянной . В сменных мнемосхемах изображение в процессе работы может существенно изменяться в зависимости от режимов работы объекта (пусковая схема, схема нормальной работы, аварийная схема и т.д.).

Мнемосхемы могут располагаться на отдельных панелях, на надстройке к приборному щиту, на приставке к пульту или на рабочей панели пульта. Информация на схеме может выдаваться в аналоговой, аналого-дискретной и дискретной форме. По выполнению условных обозначений объекта, агрегата, технологической линии и другого оборудования мнемосхемы подразделяют на плоские, рельефные и объемные , по способу кодирования - на условные и символические . Условные знаки не имеют никакого внешнего сходства и не создают зрительных ассоциаций с отображаемыми объектами и явлениями. Примерами условных знаков и символов являются соответственно графические обозначения параметров (вариант А) и мнемосимволы (вариант Б), представленные на рис. 7.12, а .

Изображения на мнемосхемах могут быть на прямом или обратном контрасте. Элементы изображения выполняются рисованными, нанесенными фотоспособом, накладными; индикация реализуется с помощью электролюминесцентных элементов, газоразрядных приборов, ламп накаливания, электронно-лучевых трубок и т.д.

В последние годы для воспроизведения мнемосхем применяют дисплеи на ЭЛТ. Использование таких устройств особенно целесообразно в случае, когда объект имеет сложную, разветвленную структуру, когда технологический процесс часто меняется и необходим набор мнемосхем. На экране ЭЛТ может отображаться укрупненная мнемосхема всей системы, мнемосхемы отдельных комплексов, объектов и процессов, мнемосхемы отдельных узлов и т.д. Нужные мнемосхемы отображаются по вызову оператора или по сигналам ЭВМ.

При разработке мнемосхем важен оптимальный выбор форм используемых символов. По форме символы должны представлять собой замкнутый контур. Вспомогательные элементы и линии не должны пересекать контур символа или каким-либо другим способом затруднять чтение.

Повышенные требования должны предъявляться к символам, сигнализирующим функциональное (особенное аварийное) состояние отдельных агрегатов или объектов.

Сигнализаций того, что данный объект включен (работает), должен служить, как правило, зеленый цвет, не работает (отключен) - красный. Смене состояния должен соответствовать прерывистый световой сигнал того цвета, которым обозначается новое состояние агрегата. Например, если работающий агрегат останавливается, то зеленый цвет должен смениться красным прерывистым. Частота мигания должна составлять 38 Гц с длительностью свечения не менее 0,05 с. Сигналы о смене состояния агрегатов должны отключаться самим диспетчером.

Соединительные линии на мнемосхеме должны быть прямыми и сплошными. При компоновке мнемосхемы необходимо стремиться, чтобы соединительные линии были возможно короче и имели наименьшее число пересечений.

При работе с мнемосхемами, имеющими значительные размеры и множество объектов различных цветов и яркостей, зрительная система оператора подвергается большой нагрузке. Поэтому не допускается использование в большом количестве цветов, которые быстро утомляют глаз - красного, фиолетового, пурпурного. В качестве фона мнемосхем рекомендуется применять малонасыщенные цвета средней частоты спектра.

Для оценки мнемосхем используются:

1. Коэффициент информативности - отношение числа пассивных элементов и активных.

2. Коэффициент заполнения поля - отношение числа пассивных элементов мнемосхем к общему числу элементов мнемосхемы.

При проектировании мнемосхем предлагают обычно несколько вариантов. Оптимальный вариант выбирают путем лабораторного эксперимента (моделируют на ЭВМ деятельность оператора с различными вариантами мнемосхемы). Критериями оценки служат время решения задач и число допущенных ошибок.

Назначение . Мнемосхема (экранная форма) – наглядное графическое изображение технологического процесса, интегрированное со средствами контроля и управления. Она является важнейшим источником информации о характере и структуре связей, текущем состоянии переменных (в том числе связанных с нарушением технологических режимов, авариями и т. п.) и позволяет оператору-технологу:

· облегчить запоминание хода технологического процесса и назначения устройств и органов управления;

· определить способы действия при различных режимах работы объекта;

· способствовать упрощению поиска и опознания нужной информации для оперативного принятия правильных решений.

Графические компоненты . Все SCADA-системы имеют в своем составе средства, позволяющие создавать как статические элементы мнемосхем (контурные изображения технологических аппаратов, трубопроводы и т. д.), так и оживлять (анимировать) эти элементы (создавать динамические объекты). В состав этих средств входят:

· наборы графических примитивов рисования (линия, прямоугольник, эллипс, кривые, текст) и средства их компоновки для создания уникальных собственных объектов);

· готовые библиотеки типовых графических объектов: технологические объекты (аппараты, механизмы, машины и т. д.), табло, указатели, ползунки, кнопки, переключатели, служащие для отображения переменных и управления процессом. Данные библиотеки могут быть расширены пользователем. При построении мнемосхемы вначале осуществляется прорисовка

статического изображения рабочего окна. Обычно это аппараты технологического процесса или их технологическая последовательность, трубопроводы, фон, поясняющий текст и т. п.

Следующим шагом является придание мнемосхеме динамики, т. е. анимация нарисованных (или выбранных из библиотек) элементов. Под анимацией понимается способность элементов менять свои свойства при изменении переменных технологического процесса. Изменяемыми свойствами являются толщина, цвет и стиль линии, цвет и стиль заливки (если это фигура с заполнением), а также размеры, положение и ориентация элементов. Предусматривается также непосредственный ввод переменных (цифрами и текстом, ползунковыми устройствами) и управление процессом с помощью кнопок и переключателей (Пуск/Останов, Включение/Выключение, Вызов Окна и т. д.).

Принципы построения . При большом разнообразии технологических процессов спроектировать хорошую мнемосхему во многом искусство, но можно рекомендовать общие принципы построения:

– лаконичность и наглядность – мнемосхема должна быть простой (контуры и пропорции аппаратов приближены к виду реальных прототипов), не должна содержать второстепенных элементов, а отображаемая информация четкой и конкретной, удобной для восприятия и дальнейшей переработки. Мнемосхема должна предоставлять минимальное, но адекватное для контроля и управления количество переменных, не должна «перегружена» информацией для уточнения (второстепенные тренды), которую удобнее делать вложенной в виде всплывающих окон, вызываемых по требованию оператора;

– максимальная линейность изображения процесса, т.е. желательно выделять основную линию процесса, подчиняясь правилу визуальности: чтение «слева направо» и «сверху вниз», минимальное применение параллельных контуров, что значительно упростит восприятие

- автономность – обособление друг от друга участков мнемосхемы, соответствующих автономно контролируемым и управляемым объектам и агрегатам. Эти обособленные участки должны быть четко отделены от других и иметь завершенную, легко запоминающуюся и отличающуюся от других структуру.

– унификация – символы сходных объектов и процессов необходимо по возможности объединять и унифицировать;

- визуальный акцент к элементам контроля и управления – В первую очередь должны быть выделены (размерами, формой или цветом) элементы, существенные для оценки состояния, принятия решения и воздействия на управляемый объект (т.е. помогают быстро ориентироваться, определять и устранять отклонения и неисправности);

– учет человеческого фактора – мнемосхема должна разрабатываться и совершенствоваться с учётом мнения эксплуатирующего персонала.

Для оценки мнемосхем используются:

– коэффициент информативности – отношение числа пассивных (статических) элементов и активных (динамических);

– коэффициент заполнения поля – отношение числа пассивных элементов мнемосхем к общему числу элементов мнемосхемы.

При проектировании мнемосхем предлагают обычно несколько вариантов. Окончательный выбирают путем эксперимента (имитируют на компьютере деятельность оператора с различными вариантами мнемосхемы). Критериями оценки служат время решения задач и число допущенных ошибок.

На рис. 2 приведены основные зоны мнемосхемы. При горизонтальной доминанте подачи информации выделяют следующие зоны: зона основной информации – отражает общую структуру технологического процесса. В ней расположены основные аппараты, трубопроводы, а также информационная нагрузка, сопровождающая технологический процесс.

зона дополнительной информации – здесь могут располагаться кнопки графиков трендов, отчетов, «пуск/останов» и т. д.

зона переключения – обусловлена невозможностью рационального отображения всей информации в одном окне («проклятие формата»).

С помощью средств области, возможно вызывать дополнительные окна на которых более подробно детализированы сигнализации, тренды (за день, месяц, год), отдельные участки процесса. Такой подход разгружает мнемосхему, даёт возможность получить нужную информацию о том объекте, которой заслуживает внимания в данный момент. Явное отличие при вертикальной доминанте зон – область 2 (дополнительной информации) расположена правее области 1 (основной информации). Это связанно в первую очередь с размерами описываемых объектов (отображаемый процесс по объёму небольшой), что позволяет отвести больше пространства для поясняющей информации. Данную компоновку областей возможно применять для всплывающих окон, т. е. детального рассмотрения отдельных участков технологического процесса.

ПО ведения мнемосхемы и электронного журнала энергетического объекта

Диспетчерская информационная система - составная часть программного комплекса Модус.Она основана на приложении ведение мнемосхемы и электронного журнала диспетчера.

ПО ведения мнемосхемы и электронного журнала, вместе с совокупностью расширений, описаннных в разделах Интеграция с базами данных, Работа с данными телемеханики и другими расширениями, составляет Диспетчерскую информациионную систему .

Работа программы основана на ведении оператором оперативной схемы энергообъекта, представленной в графическом виде(мнемосхемы). Оператор вносит в схему изменения в соответствии с изменением состояния энергообъекта. Имеется возможность подключения системы сбора телеметрической информации, а также системы телеуправления, в этом случае программа приобретает возможности, описанные в разделе Работа с данными телемеханики .

Электронный журнал заполняется автоматически в соответствии с изменениями оперативной схемы.
ПО ориентирована на ведение схем любого уровня - ПЭС, РЭС, городских электрических сетей, схем электроснабжения промышленных предприятий, энергосистем, подстанций, электрических схем станций, аппаратуры релейной защиты и автоматики, устройств СДТУ.
Особую пользу ПО приносит на тех предприятиях, где имеются большие схемы электроснабжения при относительно небольшом количестве телемеханики. В первую очередь это городские сети, распредсети, промышленные предприятия.

Раннее это приложение называлось Электронный журнал, а до этого Оперативный журнал. В настоящее время эти названия не используются, так как они не совсем точно передают основное назначение программы.

ПО ведения мнемосхемы

Основные возможности:

• Позволяет вести учет переключений как на первичной (коммутационные аппараты), так и на вторичной (состояние релейных защит и автоматики) схемах;
• Обеспечивает проверку допустимости выполнения операций на основе правил переключений в электроустановках;
• Позволяет вести переключения по бланкам или программам переключений, либо пооперационно;
• Позволяет вести учет местонахождения ОВБ, ремонтных бригад, участков проведения ремонтных работ, мест аварий, установленных переносных защитных заземлений;
• Позволяет вести энергообъектов на схемах
• Имеет развитые средства печати состояний схемы (нормальное, оперативное, на заданный момент времени), обеспечивает поиск и выделение элементов схемы на схеме по ряду критериев;
• Обеспечивает печать Электронного журнала, формирование отчетов по имеющимся в нем данным.

Сервисные функции журнала

• Примеры выборок по журналу:
   - с момента регистрации оператора в системе;
   - с предыдущей регистрации оператора в системе;
   - изменения оперативной схемы за указанный период времени;
   - связанных с отличием оперативной схемы от нормальной;
   - аварийные переключения;
   - установленные/снятые переносные заземления, включенные/отключенные ЗН.
• Отображение обесточенных и заземленных участков
• Экспорт выборок в виде файлов.
• Быстрый переход между записями в журнале, элементами схемы и пунктами в бланках переключений.
• Показ отклонений состояния оперативной схемы от нормальной схемы и от состояния на момент последней сдачи смены.
• Печать и отображение мнемосхем объекта
• В состоянии на указанный момент времени
• В текущем состоянии оперативной схемы
• В нормальном состоянии схемы
• Отображение оборудования неисправного, обесточенного, отшинованного, неиспользуемого и т.д.
• Отображение цепочек кабельных и воздушных линий и ТП, входящих в состав фидера
• Отображение во всплывающей подсказке ПС, питающего центра и РП от которого питается фидер
• Диагностика некорректно запитанных фидеров
• Возможность просмотра текущего состояния схемы и журнала другими пользователями в сети.

Сервисные функции схемы

• Отображение результата выборки непосредственно на схеме.
• Просмотр данных связанных с элементами схемы (например, паспортных или расчетных данных) из баз данных имеющихся у заказчика. Стандартный механизм для подключения таких баз встроен в ПО.
• Настройка отображения схемы «на лету» (без перерисовки) в соответствии с принятым на предприятии стандартами или предпочтениями оператора.
• Автоматическая расстановка направлений линий от питающего центра к потребителю
• Автоматическое формирование и подсветка нормального (по нормальным токоразделам) и текущего (на определенный момент времени) фидеров.
• В комплексе предусмотрена многостраничная система переходов от общей схемы сети до географической карты местности.

Выполняемые организационныые и технологические задачи:

• Утверждение нормальной схемы и допуск пользователей к работе.
• Прием (сдача) смены оперативным персоналом объекта, передача информации по смене.
• Ведение оперативной схемы, ведение электронного журнала.
• Использование системы подготовки и фиксации исполнения типовых и разовых бланков переключений и программ переключений.
• Ведение списка текущих задач.

Виды записей в журнале

Действия с объектами - фиксация переключений, установки снятия оперативного тока/блокировок, установка снятие защит и т.д.

Квитирование телесигналов и сообщений о превышении значений установок.

Проверочные действия, результаты обходов и осмотров.

Переговоры между оперативным персоналом, распоряжения.

Расстановка и учет выездных и ремонтных бригад по пунктам назначения.

Установка/снятие мобильных элементов- переносное заземление, плакат, запетление и т.п.

• Пометка мест аварии.

Редактор оперативных задач

В составе ПО ведения мнемосхемы и электронного журнала реализована программа «Редактор оперативных задач». Она предназначена для контроля за состоянием оперативных задач на рабочем месте диспетчера.

ПО позволяет:

Cоставление оперативных задач посредством выполнения операций на электронном макете энергообъекта.

Проверка оперативной задачи по мнемосхеме (макету) с контролем правильности выполнения операций:

включение заземляющих ножей под напряжением;

отключение разъединителей под нагрузкой;

контроль оперативной блокировки;

показ на схеме пунктиром отключенных электрических участков схемы и т.д..

Отметки выполнения операций в оперативных задачах, чем обеспечивается контроль за реальным состоянием активных оперативных задач.

Быстрый доступ и переключение между активными задачами.

Сохранение активной задачи в файл и загрузка из файла в актуальном состоянии.

Возможность просмотра мнемосхем энергообъектов.

Возможность печати оперативной задачи в виде бланка переключений стандартной формы.

Составление обычных бланков переключений и работа с ними.

Подготовка и хранение базы данных типовых бланков переключений.

Проверка возможности выполнения типового бланка переключений в текущем состоянии схемы энергообъекта.

Создание обычных бланков переключений на основе типовых бланков в электронном виде и работа по ним.

В программе предусмотрен контроль за состоянием нескольких одновременно исполняемых оперативных задач. Диспетчер может переключаться между ними в окне списка оперативных задач. Редактор оперативных задач интегрирован с приложением ПО Ведения мнемосхемы и Электронного журнала.

Дополнительные журналы в составе ДИС

Начиная с версии 5.20 в состав ДИС входят ряд дополнительных журналов:

• Изменения источника питания потребителей,
• Технологических нарушений,
• Заявок потребителей,
• Дефектов оборудования..

Данные дополнительных журналов хранятся в БД ЭЖ и содержат информацию параметрах и времени события, энергообъекте, пояснительную часть, данные о лице, внесшего запись:
Разработанные журналы полностью интегрированы с электрической схемой. Обеспечен автоматический переход от записи журнала к элементу схемы и обратно. Также возможна работа журналов без схемы.
Все журналы позволяют формировать отчеты в формате Word

Журнал изменений источников питания
Журнал изменений источников питания позволяет вести учет изменения энергоснабжения потребителей.

Форма журнала изменения источников питания

Журнал регистрации технологических нарушений
В журнале технологических нарушений (ТН) регистрируются:

• Время возникновение ТН
• Объект возникновения ТН
• Количество обесточенных ТП, ПС, объектов здравоохранения, теплоснабжения
• Отключенная мощность
• Время устранения ТН ввода в работу объект

Данные отчета об обесточенных абонентах формируются автоматически на основе заранее подготовленных справочников абонентов и анализа текущей конфигурации сети.

Форма журнала технологических нарушений

Форма записи журнала технологических нарушений

Журнал заявок потребителей о нарушении электроснабжения.
Для организации процесса регистрации заявок потребителей в ДИС разработан соответствующий модуль, позволяющий фиксировать информацию о полной или частичной потере электроснабжения, используя сформированные на предприятиях корпоративные информационные системы.

Форма журнала заявок потребителей

Форма записи журнала заявок потребителей

Журнал дефектов и неполадок с оборудованием и ход их устранения
Разработан модуль регистрации дефектов и неполадок с оборудованием, полностью интегрированный с электрической схемой. При этом обеспечен автоматический переход от записи к элементу схемы и обратно.
Модуль обеспечивает возможность выборки записей по:

• планируемой дате устранения дефекта (с указанием конкретной даты либо с указанием периода),
• подразделению, ответственному за устранение дефекта,
• всем не устранённым дефектам, дефектам, срок устранения которых истек;

Модуль позволяет переносить сроки устранения дефекта.

Форма журнала дефектов

Форма записи журнала дефектов

Безопасность и юридические аспекты

Все изменения в журнал заносятся от имени диспетчера, заступившего на смену. Подделка и изменение задним числом записей в электронном журнале исключены. Для страховки от сбоев ПО возможно ведение твердой копии (печать) одновременно с занесением записей в журнал.

Подключение телесигнализации / телеуправления

Диспетчерскую информационную систему можно рассматривать как составную часть ОИК (верхний уровень), в котором реализована поддержка оперативных переключений и имеются широкие возможности интеграции.

В программное обеспечение встроена возможность приема телеинформации и телеизмерений, а также телеуправления энергетическими объектами через индустриальный программный интерфейс OPC. Этот программный интерфейс поддерживается многими современными комплексами телемеханики, а также системами ОИК/SCADA.

Обмен такими комплексами осуществляется без дополнительного программирования. В случае использования информации с систем, не поддерживающих OPC, стыковка может быть осуществлена на договорной основе силами разработчиков Модус либо другой подрядной организации (оптимильным обычно является разработка соответствующего ОРС-сервера).

Таким образом, программный комплекс можно рассматривать как составную часть ОИК(верхний уровень), в котором реализована поддержка оперативных переключений.

Перед тем как перейти к описанию мнемосхемы и ее возможностей, расскажу предысторию — что толкнуло меня на подобное извращение.

Работаю в диспетчерской службе теплосетевой компании. На обслуживании, помимо самих тепловых сетей, находятся насосные станции, котельные и тепловые пункты. Конечно же, эти объекты имеют распред. устройства. По-началу проблем не было — в штате службы был диспетчер электроцеха, который и занимался «электричеством» в то время как остальные — теплотехники по образованию — «рулили» сетями, котельными и т. п.

Сложности начались после реорганизации нашей Компании. Диспетчеров ЭТЦ сократили и всю оперативную работу по электротехническому оборудованию отдали нам — теплотехникам. Да, мы помним что-то из курса школьной физики, кто-то не растерял знания после лекций ТОЭ в техникумах и университетах, но все же специализация не наша. Мы до сих пор, временами, «веселим» ребят из электросетей своей компетентностью в этих вопросах.

Вот и пришла в голову идея сделать мнемосхемы распред. устройств объектов, которыми мы руководим, чтобы наглядно видеть состояние схем электрических соединений: какое оборудование в работе/резерве/ремонте; что отключится, если обесточить «эту» или «ту» секцию шин.

Поскольку SCADA-системы — это дорого, а пиратский софт на рабочих местах крупной и серьезной компании не приветствуется (да и не умею я с ними работать), решено было поэкспериментировать в MS Excel, благо с ним я на «ты». Согласен, что это можно сравнить с забиванием гвоздей микроскопом, но результат получился вполне приемлемым.

Описание мнемосхемы

В данной статье приведена несуществующая мнемосхема, которую я составил специально для публикации. На ней обозначены:

• два источника внешнего электроснабжения (Подстанции №№1, 2);
• две секции шин 6 кВ с секционным выключателем;
• две секции 0,4 кВ с секционником;
• оборудование: два трансформатора, насосы, паровые и водогрейные котлы.

Это минимум для примера. Конечно, можно добавить и другое оборудование.

В схеме реализована примитивная динамика: при изменении оперативного состояния выключателей, изменяется вид схемы. Чтобы не писать «много букаф», приведу скриншоты.

Отключен ввод от Подстанции №2

Как видите, секции 6 и 0,4 кВ обесточены.

Отключен ввод от ПС №1, 1 секция 0,4 кВ выведена в ремонт

При составлении мнемосхемы я старался учесть разные варианты ее сборки, чтобы при этом, реагировала вся схема: и выключатели, и трансформаторы, и оборудование.

Мнемосхема составлена в MS Excel 2013. Формат файла.xlsx.

Псевдодинамика схемы реализована с помощью логических функций и условного форматирования.

Вот пример функции, которая определяет оперативное состоянии секции шин 6 кВ:

ЕСЛИ(И(F33=$DD$3;F25=$DD$3;AC39=$DD$3);$DF$3;ЕСЛИ(ИЛИ(И(F33<>$DD$2;AC39<>$DD$2);И(F25<>$DD$2;AC39<>$DD$2);И(F25<>$DD$2;F33<>$DD$2;AC39<>$DD$2));$DF$1;$DF$2))

Если найдете неточности и грубые ошибки — дайте знать в комментриях.