Разработка автоматизированного рабочего места главного энергетика ЭСХ ОФ ОАО "Шахта "Заречная"
Работа из раздела: «
Программирование, компьютеры и кибернетика»
/
Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП)
Дипломный проект
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ГЛАВНОГО ЭНЕРГЕТИКА ЭСХ ОФ ОАО 'ШАХТА 'ЗАРЕЧНАЯ'
Студент группы Н.В. Кузьмина
Руководитель:
Ст. инженер АСУП ЭСХ ОФ ОАО 'Шахта 'Заречная', Кемеровская область, г. Полысаево И.Г. Брехов
2011
Реферат
Дипломный проект ____ с., ____ рис., __ табл., __ источников, __ прил.
SCADA-СИСТЕМА, АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО, ГЛАВНЫЙ ЭНЕРГЕТИК, МНЕМОСХЕМА, РАЗРАБОТКА, ТЕГ, ТРЕНД.
Объектом разработки является автоматизированное рабочее место главного энергетика ЭСХ ОФ ОАО 'Шахта 'Заречная'
Цель работы - разработка автоматизированного рабочего места главного энергетика для сбора, просмотра и анализа данных показателей электроснабжения с объектов предприятия.
В процессе работы проводилось изучение должностной инструкции главного энергетика, основных понятий АРМ и SCADA-системы InTouch.
В результате проектирования были созданы: функциональная схема АРМ, модели функциональных отношений при работе на АРМ, блок-схема алгоритма при работе на АРМ, мнемосхемы в виде оконных форм, формы графического представления информации в виде трендов.
АРМ реализован на предприятии ЭСХ ОФ ОАО 'Шахта 'Заречная'.
Внедрение АРМ на предприятие позволит: упростить получение информации главному энергетику предприятия (данные со всех объектах электроснабжения можно просматривать и анализировать на своем рабочем месте); а также повысить степень автоматизации и функциональной возможности системы (учет потребленной энергии предприятием, анализ параметров системы).
Пояснительная записка к дипломному проекту выполнена в текстовом редакторе Microsoft World, диаграммы процесса и потоков данных функционирования АРМ выполнены с помощью программного продукта Allfusion Data Process Modeler, структура предприятия изображена с помощью программного продукта AutoCAD 2008.
автоматизированное рабочее место модель
Обозначения и сокращения
CAD (Computer-aided design) - автоматизированное проектирование
CAE (Computer-aided engineering) - средства автоматизации инженерных расчетов
АРМ - автоматизированное рабочее место
АСОДУ - автоматическая система оперативно-диспетчерского управления
АСУ - автоматизированная система управления
АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическим процессом
БД - база данных
МРВ - монитор реального времени
ОТК - отдел технического контроля
ОФ - обогатительная фабрика
РЗА - релейная защита и автоматика
РП - распределительная подстанция
СПП - системы плавного пуска
УЗО - устройство защитного отключения
Содержание
- Введение
- 1. Данные по предприятию
- 1.1 Структура предприятия
- 1.2 Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом ОФ 'Спутник'
- 1.3 Электроснабжение предприятия
- 1.4 Актуальность разработки автоматизированного рабочего места главного энергетика предприятия
- 2. Понятие автоматизированного рабочего места
- 2.1 Основные понятия
- 2.2 Структура типового АРМ
- 2.3 Обзор аналогов АРМ главного энергетика
- 2.4 Требования к разработке АРМ главного энергетика
- 2.5 Средства разработки
- 2.5.1 Платформа Windows
- 2.5.2 SCADA-система InTouch 10.0
- 2.5.2.1 Компоненты SCADA-системы InTouch
- 2.5.2.1.1 Application Manager
- 2.5.2.1.2 Режим разработки WindowMaker
- 2.5.2.2 База данных отображаемых параметров
- 2.5.2.3 Понятие тегов
- 2.5.2.4 Тренды в InTouch
- 2.5.2.5 Программирование в InTouch
- 2.5.2.6 Алармы в InTouch
- 2.5.3 Сеть Ethernet
- 2.5.4 Протокол DDE
- 3. Разработка АРМ главного энергетика
- 3.1 Функциональная схема АРМ
- 3.2 Функционирование АРМ главного энергетика
- 3.3 Алгоритм работы АРМ главного энергетика
- 3.4 Организация информационной базы
- 3.5 Разработка экранных форм
- 3.5.1 Окно АРМ главного энергетика
- 3.5.2 Окно главного корпуса
- 3.5.3 Окно здания углеподготовки
- 3.5.4 Окно Alarm
- 3.5.5 Окно Тренд
- 4. Технико-экономическое обоснование разработки АРМ главного энергетика
- 4.1 Обоснование целесообразности разработки
- 4.2 Организация и планирование работы
- 4.3 График выполнения работы
- 4.4 Расчет сметы затрат
- 4.5 Расчет эксплуатационных затрат
- 4.6 Обоснование эффекта от разработки автоматизированного рабочего места главного энергетика на предприятии
- 5. Безопасность жизнедеятельности
- 5.1 Анализ ОВПФ
- 5.2 Требования и защитные мероприятия в области безопасности жизнедеятельности
- 5.2.1 Электробезопасность
- 5.2.2 Пожаробезопасность
- 5.2.3 Микроклимат на рабочем месте
- 5.2.4 Ионизирующее излучение
- 5.2.5 Шум, вибрация
- 5.2.6 Освещение
- 5.3 Требование эргономики и технической эстетики
- 5.4 Общие требования безопасности перед началом, во время, по окончанию работы и в случае аварийных ситуаций
- 5.5 Выводы о безопасности и экологичности проекта
- Заключение
- Список использованных источников
- Приложения
Введение
В современных условиях для реализации функциональных задач в любой предметной области необходимо использование автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров. Для каждой предметной области необходимо предусматривать АРМ, соответствующие их назначению.
На предприятии имеется в наличии автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом (АСОДУ). Система предназначена для автоматизации управления технологическими процессами, оборудованием и агрегатами технологического комплекса обогатительной фабрики. Однако и электропотребление предприятия должно контролироваться и анализироваться. Следовательно, служба главного энергетика на предприятии должна иметь средства автоматизации. Поэтому было принято решение о создании автоматизированного рабочего места главного энергетика для оперативного получения информации по электроснабжению, что в дальнейшем позволяет проанализировать работу системы.
Цель проекта - создание и функционирование системы сбора и хранения данных об электроснабжении на предприятии с целью осуществления анализа работы системы.
К работе АРМ предъявляются следующие требования:
- получение данных электроснабжения;
- визуализация данных;
- занесение полученных данных в архив данных;
- сообщение об алармах.
Внедрение АРМ позволит:
- упростить получение информации главному энергетику предприятия (данные со всех объектах электроснабжения можно просматривать и анализировать на своем рабочем месте);
- повысить степень автоматизации и функциональной возможности системы (учет потребленной энергии предприятием, анализ и контроль параметров системы).
Для разработки АРМ главного энергетика предстоит решить ряд задач, а именно:
- изучить теоретический материал по созданию АРМ;
- проанализировать деятельность главного энергетика и выяснить набор необходимых параметров для работы АРМ;
- выбрать конфигурацию оборудования и программное обеспечение;
- реализовать и протестировать его работу.
Рассмотрим подробнее каждую задачу.
1. Данные по предприятию
1.1 Структура предприятия
Обогатительная фабрика 'Спутник' входит в состав открытого акционерного общества 'Шахта 'Заречная'.
Обогатительная фабрика 'Спутник' - это современный, оснащенный новейшим отечественным и импортным оборудованием комплекс с полным циклом обогащения, замкнутой водношламовой схемой.
Основной целью создания фабрики является перерабатывание добываемого на предприятии угля в концентрат высокого качества.
Технологический комплекс фабрики разработан в соответствии с принятой проектом схемой переработки и обогащения угля.
В состав техкомплекса входят следующие здания и сооружения:
- здание углеподготовки;
- аккумулирующие бункеры рядовых углей;
- главный корпус;
- склад готовой продукции;
- бункеры породы;
- здание вулканизации;
- склад магнетита;
- галереи конвейерного транспорта.
Техкомплекс дополняется существующими объектами поверхности шахты, которые предусматривается задействовать для эксплуатации ОФ. К ним относятся:
- склад рядового угля открытого типа с выходящей конвейерной галереей;
- задние погрузки (погрузочный пункт);
- здание ОТК и химлаборатории;
- бетонные отстойники шламов бывшей ОФ участка гидродобычи шахты.
На предприятии предусмотрена система оперативно-диспетчерского управления фабрикой с размещением ее в энергоблоке главного корпуса, которая обслуживается инженерами-программистами отдела АСУ ТП.
1.2 Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом ОФ 'Спутник'
Система предназначена для автоматизации управления технологическими процессами, оборудованием и агрегатами технологического комплекса обогатительной фабрики. При реализации системы в полном объеме автоматизируется решение задач контроля и анализа текущих изменений условий по поставкам рядовых углей и отгрузке концентрата, состояния отдельных технологических комплексов и прогнозирования результатов их функционирования, оперативной согласованной коррекции плановых заданий на режимные параметры технологических процессов, оперативной реализации управляющих решений. Структурно такая система состоит из трех взаимосвязанных систем:
- автоматизированной системы оперативного управления производственными процессами фабрики, обеспечивающей формирование сменно-суточных заданий на технологические режимы;
- автоматизированной системы оперативного согласования технологических режимов по стадиям производственного процесса, обеспечивающей коррекцию сменно-суточных заданий с учетом изменяющихся производственных условий;
- автоматизированную систему оперативно-диспетчерского контроля и управления оборудованием и агрегатами всех зданий и корпусов технологического комплекса фабрики.
В пусковой комплекс фабрики входит автоматизированная система оперативно-диспетчерского контроля и управления (АСОДУ) оборудованием и агрегатами всех зданий и корпусов технологического комплекса фабрики.
На АСОДУ возлагается решение следующих основных задач:
- контроль и диагностика состояния поточно-транспортного и технологического оборудования и агрегатов;
- дистанционное и автоматическое управление (включение, выключение и переключение) поточно-транспортным оборудованием;
- автоматическое регулирование параметров технологических процессов в соответствии с заданиями;
- отображение оперативному персоналу информации и регистрация результатов контроля, диагностики и управления осуществляется как в обобщенном виде, так и с требуемой степенью детализации.
Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) технологического комплекса обогатительной фабрики представляет собой двухуровневую систему контроля и управления, схемы укрупненной структуры которой представлены в приложении А и Б.
Верхний уровень - АСОДУ обогатительной фабрики, обеспечивающая мониторинг состояний и результатов функционирования технологических комплексов углеприема, обогащения, погрузки и фабрики в целом.
Нижний уровень состоит из трех достаточно автономных систем оперативно-диспетчерского управления основными технологическими комплексами:
- автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом приемки, подготовки и складирования рядовых углей;
- автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом обогащения углей и складирования концентрата и породы;
- автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления технологическим комплексом транспортировки концентрата на существующий погрузочный пункт.
Каждая из перечисленных АСОДУ технологических комплексов, в свою очередь, представляет собой двухуровневую систему. Верхний уровень системы обеспечивает мониторинг состояний и результатов функционирования каждого агрегата в комплексе, формирование и передачу на нижний уровень команд управления комплексом и отдельными агрегатами и механизмами. На нижнем уровне системы выполняется сбор информации с датчиков и местных постов управления, контроль, плановое и аварийное включение и отключение электроприводов в соответствии с требованиями регламента.
АСОДУ обогатительной фабрики и системы верхнего уровня АСОДУ отдельных технологических комплексов реализуются на следующих рабочих станциях:
1) главная диспетчерская станция;
2) операторская станция главного корпуса;
3) операторская станция углеприема;
4) операторская станция в помещении оператора существующего погрузочного пункта №1;
5) операторская станция бункеровщика породы.
Рабочие станции по п.1…3 размещаются в операторской в энергоблоке (в пристройке к главному корпусу). Эти станции находятся в ведении оператора главного корпуса.
Главная диспетчерская станция обеспечивает:
- обмен информацией с автоматизированными системами оперативно-диспетчерского управления отдельными технологическими комплексами, с системой оперативного управления производственными процессами;
- контроль и оперативный учет технических характеристик продуктов обогащения по стадиям технологического процесса;
- ведение общесистемной базы данных;
- контроль и управление вспомогательным оборудованием фабрики.
Операторская станция главного корпуса в сочетании с системой нижнего уровня обеспечивает контроль и управление основными агрегатами и процессами обогащения - комплексом КАТУ1 (обогащение класса 13-100 мм) и системами импортной поставки (обогащение классов 0-1 и 1-13 мм).
Операторская станция углеприема предназначена для контроля и управления механизмами и агрегатами углеприема, углеподготовки и загрузки аккумулирующих бункеров.
Операторская станция в помещении оператора существующего погрузочного пункта №1 предназначена для управления и контроля маршрута выгрузки и транспортировки концентрата на погрузку. В перспективе возможен перевод существующей системы управления собственно погрузкой №1 на эту станцию.
Рабочие станции реализуются на IBM PC совместимых с применением современных SCADA-систем. В состав верхнего уровня АСОДУ включается также инженерная станция, основное назначение которой - инструментальная поддержка проектирования информационного и рабочего программного обеспечения рабочих станций операторов технологических и вспомогательных комплексов в процессе наладки и последующего развития и модернизации АСОДУ.
Нижний уровень АСОДУ включает в себя:
- системы управления оборудованием и агрегатами отечественного производства (поточно-транспортное оборудование, аспирационные системы, насосы и т.д.), реализованные с использованием программируемых логических контроллеров фирмы OMRON, размещаемых в соответствующих РП;
- комплекс КАТУ1 для управления процессом обогащения углей класса 13-100 мм;
- системы управления комплексами обогащения углей классов 0-1 и 1-13 мм, поставляемые комплектно с импортным оборудованием;
- системы управления фильтр-прессами, поставляемые комплектно с фильтр-прессами.
Для создания нижнего уровня систем управления технологическими комплексами используются контроллеры средней мощности типа CS1 и малой мощности типа CPM1 или CQM1 (тип контроллеров малой мощности уточняется при проектировании). Мощность контроллеров определяется предельным количеством входных и выходных сигналов и количеством пользовательских программ.
С использованием контроллеров малой мощности типа CPM1 или CQM1 реализуются локальные системы контроля и управления отдельными агрегатами (конвейер, дробилка, центрифуга и т.д.) взамен традиционных релейно-контакторных схем. Один такой контроллер используется для создания локальной системы контроля и управления одним или двумя агрегатами (в зависимости от сложности агрегатов и количества сигналов контроля и управления).
Контроллеры малой мощности обеспечивают прием дискретных и аналоговых сигналов от датчиков и устройств защиты, дискретных сигналов с постов управления, обмен информацией по интерфейсу, выполняют необходимые логические операции по контролю состояния и блокировкам отдельных механизмов агрегата, коммутацию цепей управления силовым оборудованием непосредственно (если сила тока не превышает 2.0 А при напряжении 220 V). Если сила тока превышает 2.0 А, то в цепи управления включаются промежуточные реле.
Контроллеры средней мощности типа CS1 используются для реализации функций дистанционного и автоматического контроля и управления технологическими процессами и агрегатами технологического комплекса. Эти контроллеры обеспечивают прием измерительной информации от датчиков и систем измерения технологических параметров посредством аналоговых и дискретных сигналов и по интерфейсу, получение по интерфейсу из локальных систем управления данных о состоянии оборудования и агрегатов, формирование и передачу по интерфейсу команд управления в локальные системы, формирование дискретных и аналоговых сигналов управления другими исполнительными устройствами, дистанционного и автоматического управления оборудованием и агрегатами.
Контроллеры фирмы OMRON позволяют обеспечить выполнение всех необходимых информационных и управляющих функций, свободно наращивать аппаратные средства и функции системы при дальнейшем ее развитии, высокую надежность системы.
АСОДУ в целом выполняет следующие основные информационные и управляющие функции.
Информационные функции:
- сбор и представление данных о состоянии оборудования;
- составление отчетной документации о работе и состоянии оборудования, технологических режимах, количественных и качественных показателях рядового угля и концентрата;
- анализ и диагностика состояний агрегатов и механизмов с выдачей данных о причинах отказов и остановок.
Управляющие функции:
- плановый пуск и останов агрегатов и механизмов;
- аварийные остановки с соблюдением в автоматических режиме всех блокировок и условий;
- представление на мониторах структурных схем технологических комплексов с отображением состояний агрегатов для реализации плановых и нештатных управлений.
Основной режим работы - автоматический. Предусматриваются также дистанционный и местный (наладочный) режим.
В качестве первичных датчиков и аппаратов предусматриваются:
- датчики температуры, давления и разряжения;
- датчики уровней в бункерах, в зумпфах и баках;
- датчики и аппараты поставки 'СETCO';
- датчики в составе аппаратуры КАТУ1
- датчики зольности и влажности;
- весы конвейерные;
- аппаратура контроля метана;
- датчики положения механизмов;
- кабель-тросовые выключатели, датчики скорости и датчики схода лент конвейеров;
- кнопочные посты местного управления;
- сирены и звонки предупредительной и аварийной сигнализации.
Обмен информацией между отдельными компонентами системы осуществляется посредством стандартных компьютерных и специализированных контроллерных сетей. Дополнительно предусматриваются сигнальные связи для передачи в контроллеры сигналов о задаваемых режимах управления с пультов операторов технологических комплексов.
Сеть Ethernet предназначена для обмена информацией между аппаратурой АСОДУ, расположенной в разных зданиях ОФ.
В качестве основного физического носителя сети Ethernet выбрано оптоволокно.
Для волоконно-оптических линий применяется 4-х волоконный многомодовый кабель (62.5/125) в бронированной стальной лентой оболочке с гелевым наполнителем.
Все кабельные окончания линий коммутируются на оптических кроссах.
Вся среда Ethernet допускает работу на скорости до 100 Mb/с.
Для обмена информацией между компьютерами и контроллерами в пределах здания используется кабель - витая пара и протокол RS-422/485.
Автоматизированная система оперативно-диспетчерского контроля и управления оборудованием и агрегатами технологического комплекса (АСОДУ) входит в структуру АСУ производственными процессами обогатительной фабрики в качестве исполнительной системы, обеспечивающей реализацию плановых сменно-суточных заданий на технологические режимы, формируемых на верхнем уровне АСУ производственными процессами [1].
1.3 Электроснабжение предприятия
Электроснабжение обогатительной фабрики шахты 'Заречная' выполняется в соответствии с техническими условиями ОАО 'Кузбассэнерго' №70-211-31/2575 от 08.06.2001 г. на напряжении 35 кВ от ПС 35/6 кВ шахты 'Заречная', которая подключается одноцепными отпайками 35 кВ к двухцепной ВЛ-35 кВ 'ПС 110/35/6 кВ Полысаевская-3 - ПС 35/6 кВ Октябрьская - ПС 35/6 кВ Полысаевская-12'. При этом питание нагрузки 1000 кВт промплощадки шахты 'Заречная' переводится с ПС 110/35/6 кВ 'Заречная' на ПС 35/6 кВ.
Потребная мощность обогатительной фабрики составляет 2640 кВт, по надежности электроснабжения присутствуют потребители I, II и III категории. С учетом нагрузки промплощадки шахты на ПС 35/6 кВ шахты 'Заречная' установлены два силовых трансформатора по 4000 кВА. Питание обогатительной фабрики намечено по радиальной схеме по 4 кабельным линиям 6 кВ. Для распределения нагрузок обогатительной фабрики на напряжении 0,4 кВ предусмотрены две подстанции [2]:
- ПС 6/0,4 кВ главного корпуса;
- ПС 6/0,4 кВ углеподготовки.
Подстанция 6/0,4 кВ главного корпуса
ПС 6/0,4 кВ главного корпуса размещается в энергоблоке и предназначается для питания технологического оборудования фабрики. В помещении подстанции установлена комплектная трансформаторная подстанция типа 2КТП-1600/6 Самарского завода 'Электрощит' и линейные панели ЩО-70 для подключения мелких нагрузок.
На вводах 6 кв подстанции установлены шкафы с выключателями нагрузки. На стороне 0,4 кв подстанции с глухозаземленной нейтралью установлены вводные, секционный и линейные шкафы, оборудованные автоматическими выключателями с встроенными комбинированными расцепителями. Питание РП-0,4 кВ, расположенного на 2 этаже энергоблока предусматривается от ПС 6/0,4 кВ главного корпуса двумя магистральными шинопроводами ШМА4-2500.
Подстанция 6/0,4 кВ углеподготовки
ПС 6/0,4 кВ углеподготовки размещается в помещении, пристроенном к зданию склада магнетита. На втором этаже пристойки располагается РП-0,4 кВ. В помещении подстанции установлена комплектная трансформаторная подстанция типа 2КТП-400/6 Самарского завода 'Электрощит' и линейные панели ЩО-70 для подключения мелких нагрузок. На вводах 6 кВ подстанции установлены шкафы с выключателями нагрузки. На стороне 0,4 кВ подстанции с глухозаземленной нейтралью установлены вводные, секционный и линейные шкафы, оборудованные автоматическими выключателями с встроенными комбинированными расцепителями.
1.4 Актуальность разработки автоматизированного рабочего места главного энергетика предприятия
Службе главного энергетика необходимо оперативно получать информацию по электроснабжению, проводить мониторинг и анализ работы системы электроснабжения предприятия. Для оперативного выполнения данных функций необходимо использовать автоматизированную систему. В настоящее время наибольшее распространение получили автоматизированные рабочие места специалистов. Разработке АРМ главного энергетика и посвящен данный дипломный проект.
Основное назначение АРМ главного энергетика:
- оперативное получение информации (данные со всех объектах электроснабжения можно просматривать и анализировать непосредственно на рабочем месте);
- повышение степени автоматизации и функциональной возможности системы (учет потребленной энергии предприятием, анализ параметров системы).
Данная система позволит:
1) отображать информацию о текущем состоянии параметров системы электроснабжения главного корпуса и здания углеподготовки;
2) анализировать данные параметры с помощью просмотра трендов архивного и реального времени.
2. Понятие автоматизированного рабочего места
2.1 Основные понятия
Автоматизированное рабочее место (АРМ) - это рабочее место специалиста в предметной области, оборудованное компьютером и специальным программным обеспечением, помогающее решать задачи в рамках деятельности этого специалиста или другими словами это программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида (например, АРМ бухгалтера, АРМ конструктора, АРМ технолога, АРМ энергетика и т.п.).
Принципы создания любых АРМ должны быть общими:
- системность - согласно принципу системности, АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением;
- гибкость - данный принцип означает приспособленность системы к возможным перестройкам, благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.
- устойчивость - данный принцип заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возмущающих факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устраняемы, а работоспособность системы быстро восстанавливаема.
- эффективность - согласно данному принципу эффективность использования АРМ следует рассматривать как интегральный показатель всех уровней реализации приведенных выше принципов, по отношению к затратам на создание и эксплуатацию системы.
Функционирование АРМ может дать желаемый эффект при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которой является компьютер.
Создание такого 'гибридного' интеллекта в настоящее время является проблемой. Однако реализация этого подхода при разработке и функционировании АРМ может принести ощутимые результаты - АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов. При этом человек в системе АРМ должен оставаться ведущим звеном.
АРМ могут быть: индивидуальными, групповыми, коллективными. Применительно к групповым и коллективным АРМ в целях эффективного функционирования системы ЭВМ - специалистам (коллективу) необходимо ужесточить требования к организации работы АРМ и чётко определить функции администрирования в такой системе. Система АРМ, являющаяся человеком-машиной, должна быть открытой, гибкой, приспособленной к постоянному развитию и совершенствованию. В такой системе должны быть обеспечены:
- максимальная приближённость специалистов к машинным средствам обработки информации;
- работа в диалоговом режиме;
- оснащение АРМ в соответствии с требованиями эргономики;
- высокая производительность компьютера;
- максимальная автоматизация рутинных процессов;
- моральная удовлетворенность специалистов условиями труда, стимулирующая их творческую активность, в частности, в дальнейшем развитии системы;
- возможность самообучения специалистов.
Задачи, решаемые на АРМ, условно можно разделить:
1) Информационные - к таким задачам относятся кодирование, классификация, сбор, структурная организация, корректировка, хранение, поиск и выдача информации. Часто информационные задачи включают несложные вычислительные и логические процедуры арифметического и текстового характера и отношения (связи). Информационные задачи являются, как правило, наиболее трудоемкими и занимают большую часть рабочего времени специалистов.
2) Вычислительные - эти задачи являются как формализуемыми, так и не полностью формализуемыми. Формализуемые задачи решаются на базе формальных алгоритмов и делятся на две группы: задачи прямого счета и задачи на основе математических моделей. Задачи прямого счета решаются с помощью простейших алгоритмов. Для более сложных задач требуется применять различные математические модели.
В последнее время большое внимание выделяется разработке средств решения не полностью формализуемых задач. Такие задачи возникают очень часто в ходе оперативного управления экономическими объектами, особенно при принятии решений в условиях неполной информации.
2.2 Структура типового АРМ
Автоматизированное рабочее место (АРМ), представляет собой место пользователя-специалиста той или иной профессии, оборудованное средствами, необходимыми для автоматизации выполнения им определенных функций, поэтому структура любого типового АРМ представляет собой программно-аппаратный комплекс.
При этом первостепенную роль в этом комплексе играет программная составляющая, которая будет предъявлять определенные требования по техническим характеристикам (в основном по производительности) к аппаратной составляющей комплекса.
1) Программное обеспечение состоит из системного программного обеспечения и прикладного.
Основой системного обеспечения является операционная система. Системные программы обеспечивают рациональную технологию обработки информации. Так называемые сервисные программы, которыми АРМ комплектуется в зависимости от потребности в них, расширяют возможности операционной системы.
Прикладное программное обеспечение составляют программы пользователей и пакеты прикладных программ разного назначения. Стандартные программы пользователей представляют собой программные решения определённых задач. Почти все прикладное программное обеспечение выполнено по модульному принципу и ориентированы на решение определенного класса задач. Прикладное программное обеспечение является основным видом пользовательского программного обеспечения. Оно в основном и позволяет автоматизировать деятельность определенного специалиста.
Примерами прикладного программного обеспечения являются:
- программы для формирования различных документов с выполнением расчётных операций;
- программы выполнения бухгалтерских задач;
- программы для создания автоматизированных информационных систем, которые могут иметь различное назначение: справочные, для обработки таблиц, ведения массивов информации, создания и ведения баз данных, документальные;
- графические CAD-системы для проектирования на уровне плоского черчения или 3D-моделирования;
- расчетные CAE-системы, которые позволяют рассчитать проектируемой изделия на прочность, деформации и т.п.;
- и многие другие программы.
При этом прикладное программное обеспечение может быть как покупным, т.е. сторонних производителей программного обеспечения, или может быть собственными разработками. Следует отметить, что разработка программного обеспечения - это процесс очень сложный, дорогостоящий и доступный специалистам высокой квалификации.
2) Техническое обеспечение представляет собой комплекс технических аппаратных средств, основой которого служит профессиональный персональный компьютер, предусматривающий работу специалиста без посредников (программистов, операторов и др.).
У групповых АРМ таким компьютером могут пользоваться несколько человек. В комплект типового персонального компьютера входит системный блок (состоящий из материнской платы, процессора, оперативной памяти, постоянных накопителей информации, видео-котроллера, аудио-контроллера, сетевого контроллера), монитор, клавиатура, мышка, при необходимости периферийные устройства (сканеры, принтеры).
Наибольшее распространение в мире получили АРМ на базе профессиональных ПК с архитектурой IBM PC. К комплексу технических средств следует отнести и средства коммуникаций, локальная компьютерная информационная сеть (Internet) для связи различных АРМ между собой, а также средства телефонной связи.
Так как АРМ предназначены для автоматизации мест пользователей-специалистов всех проектных и офисных профессий, поэтому, прежде всего, необходимо выбрать базовое прикладное программное обеспечение для каждой наиболее значимой профессии.
Программы призваны брать на себя задачи, которые человек делает медленнее или для выполнения которых требуются специальные знания. Компьютерная программа - это заложенные в нее знания разработчиков, многократно усиленные скоростью процессоров вычислительной техники. Фактически разработчики продают свои идеи, знания и опыт, призванные помогать пользователям в их повседневной работе.
2.3 Обзор аналогов АРМ главного энергетика
Обзор аналогов составлен в виде таблицы 2.1
Таблица 2.1 - Обзор аналогов АРМ главного энергетика
|
Название разработчика
|
Требования к разработке
|
Стоимость, руб.
|
|
|
ООО НПП 'ЭКРА'
|
контроль состояния основных элементов СПП высоковольтных электродвигателей; управление пуском электродвигателей; организация журнала регистрации событий, тревог и действий оператора, а также ведение БД по СПП; просмотр и изменение пусковых уставок электродвигателей; предупредительная и аварийная сигнализация по СПП; организация исторических трендов пусковых токов и линейных напряжений; возможность осуществления обмена информацией с другими программными средствами, устанавливаемыми на этой же технической платформе, или по каналам связи (OPC, SQL, ModBus Plus); возможность организации АСУ оборудования РЗА.
|
209200
|
|
|
ОДО 'Автоматика'
|
автоматизация расчетов по планированию режимов работы основных элементов системы электроснабжения, технико-экономических и др. показателей, а также автоматизация технических расчетов; высокая оперативность, надежность, экономичность эксплуатации всего комплекса электроснабжения предприятия.
|
197870
|
|
|
ОАО СКБ 'Индикатор'
|
учет энергопотребления; составление графиков ремонта и технического обслуживания оборудования и расчета трудоемкости работ; учет выполненных работ (журнал наряд-заказов); ведение складского хозяйства и учета запасных частей и расходных материалов; составление ведомостей расходования запасных частей.
|
203170
|
|
|
Результаты анализа аналогов:
При анализе аналогов АРМ главного энергетика предприятия были получены следующие данные:
- разработки ООО НПП 'ЭКРА' и ОДО 'Автоматика' по своим требованиям подходят для данного предприятия, но стоимость данных разработок выше стоимости моей разработки АРМ;
- 'избыточные' функции (с точки зрения данного предприятия) содержит разработка ОАО СКБ 'Индикатор.
2.4 Требования к разработке АРМ главного энергетика
Как уже упоминалось, для АРМ главного энергетика предъявляются следующие требования:
- получение данных энергоснабжения;
- визуализация данных;
- занесение полученных данных в архив данных;
- сообщение об алармах.
Для разработки АРМ необходимо выбрать средства разработки:
- платформа Windows;
- SCADA-система InTouch 10.0;
- сеть Ethernet;
- протокол DDE.
В пункте 2.5 приведены основные понятия выбранных средств разработки.
Проанализировав аналоги АРМ главного энергетика, можно выделить ряд преимуществ моей разработки в сравнении с другими, а именно:
- разработка АРМ производилась с конкретными требованиями главного энергетика;
- более низкая стоимость АРМ по сравнению с разработчиками других фирм.
2.5 Средства разработки
2.5.1 Платформа Windows
Каждая платформа имеет и свои минусы и плюсы. Одним из неоспоримых плюсов Windows является то, что все продукты Microsoft тесно интегрированы между собой и фактически образуют единую платформу для разработки приложений. И конечно, весьма серьезным преимуществом этой платформы является практически повсеместная распространенность родственного ПО и его значительная унификация. Кроме того, ИТ специалисты предпочитающие системноориентированный подход при построении ИТ-инфраструктуры, стали обращать большее внимание на лучшее соответствие долгосрочной технической стратегии. Все это предрекает неплохое будущее для решений, основанных на Windows [6].
Можно выделить основные плюсы ОС MS Windows:
- поддержка очень большого ассортимента компьютерного оборудования;
- огромное количество прикладных программ;
- большое количество специалистов, которые более или менее хорошо знают семейство ОС Windows.
2.5.2 SCADA-система InTouch 10.0
SCADA система InTouch - мощный человеко-машинный интерфейс (HMI) для промышленной автоматизации, управления технологическими процессами и диспетчерского контроля. В России SCADA активно применяется для создания DCS (распределенных систем управления) и других АСУ. Это девятое поколение лидирующего в промышленности программного обеспечения типа HMI от компании Wonderware.
Основные плюсы InTouch 10.0 [7]:
- повышение эффективности работы производства;
- увеличение возможностей инженерного проектирования и рост технической производительности;
- упрощение и ускорение процедуры изменения, обновления и модификации в рамках множества приложений благодаря технологии Wonderware SmartSymbols;
- визуализация и управление производственными процессами посредством удобных в использовании среды разработки и набора графических средств;
- создание и развертывание гибких приложений, возможности расширения;
- высокая способность связи;
- соответствие требованиям FDA 21 CFR Part 11;
- преимущества интеграции программных и аппаратных решений.
Широко известное в мире программное обеспечение человеко-машинного интерфейса InTouch® HMI от компании Wonderware, предназначенное для визуализации и управления производственными процессами, предоставляет удобные в использовании среду разработки и набор графических средств. Версия 10.0 предлагает ряд существенных преимуществ, что позволяет значительно повысить производительность и эффективность производства. Мощные средства разработки и реализация новой технологии Wonderware® SmartSymbols предоставляют широкие функциональные возможности для быстрого создания и развертывания специальных приложений автоматизации, которые связываются и передают информацию в реальном времени.
Приложения InTouch достаточно гибкие, чтобы удовлетворить как текущие, так и будущие потребности без необходимости в дополнительных инвестициях и усилиях. Доступ к универсальным приложениям InTouch обеспечивается с различных мобильных устройств, маломощных сетевых клиентов, компьютерных узлов и через Интернет. Кроме того, открытый и расширяемый интерфейс InTouch предлагает широкие возможности взаимодействия с множеством устройств промышленной автоматизации.
InTouch позволяет пользователям связаться с фактически любым промышленным устройством контроля автоматизации, предоставляя сотни серверов ввода - вывода и OPC, предназначенных для подключения к продуктам Wonderware. Отдел интеграции устройств, вместе с более чем 100 сторонними разработчиками, предлагает самый большой выбор серверов ввода - вывода для сотен наиболее популярных устройств контроля, включая ПЛК ведущих мировых производителей. Все сервера Wonderware поддерживают коммуникации по протоколу Microsoft DDE, также как и по протоколу фирмы Wonderware - SuiteLink™ или OPC технологии. InTouch HMI и все другие продукты от Wonderware могут быть OPC клиентом для работы с любым из OPC серверов.
2.5.2.1 Компоненты SCADA-системы InTouch
Для построения и запуска приложений InTouch HMI, используется три компонента [8]:
- Application Manager (Менеджер приложений) для управления имеющимися приложениями;
- WindowMaker для создания HMI приложений;
- WindowViewer для исполнения HMI приложений.
2.5.2.1.1 Application Manager
Application Manager включает в себя утилиты для управления InTouch приложениями. Application Manager используется для создания новых приложений или открытия существующих приложений в WindowMaker или WindowViewer.
В Application Manager в списке отображается текущие приложения InTouch. Для каждого приложения отображается разрешения экрана, версия и дата изменения. Application Manager используется также для:
- поменять свойства приложения InTouch, например имя или описание;
- осуществлять импорт и экспорт данных из/в базы данных тегов приложения InTouch при помощи утилит DBDump и DBLoad;
- сконфигурировать WindowViewer как службу;
- сконфигурировать разработку приложения по сети с одним сервером и несколькими клиентами - NAD (Network Application Development);
- конфигурирование поведение приложения InTouch при работе с различным разрешением экрана - DRC (Dynamic Resolution Conversion).
В Application Manager отображаются приложения InTouch со следующей информацией: имя приложения; путь приложения; версия приложения; версия InTouch; описание приложения; разрешение экрана.
Рисунок 2.1 - Вид Application Manager
2.5.2.1.2 Режим разработки WindowMaker
Для разработки приложений используется среда WindowMaker. Использовать инструменты объектно-ориентированной графики для создания анимированных окон и окон сенсорных дисплеев. Данные окна могут быть подключены к промышленным системам или другим приложениям Microsoft Windows.
В WindowMaker есть утилиты и инструменты для создания приложения InTouch:
- базовые элементы - прямоугольники, окружности, линии и изображения, к которым можно привязать анимацию и реакцию на действие пользователя;
- элементы управления, которые отображают данные или алармы;
- база данных предварительно созданных промышленных символов и графических элементов;
- скриптовый язык и набор встроенных функций для управления данными.
WindowMaker используется для создания объектно-ориентрованного пользовательского интерфейса управления технологическим процессом. InTouch осуществляет отображение и запись данных с/в производственное оборудование, а также выполняет и другие операции.
В WindowMaker можно сконфигурировать следующее:
- окна - это панели, содержащие элементы интерфейса пользователя, при помощи которых оператор взаимодействует с производственными данными;
- базовые объекты - это графические элементы, например, прямоугольники, окружности, линии и текстовые объекты, при помощи которых оператор взаимодействует с производственными данными;
- сложные объекты, созданные пользователем - объекты, созданные из простых базовых объектов, представляющие элементы производственного оборудования, например вентили или танки;
- предварительно созданные сложные объекты - объекты, поставляемые вместе с InTouch, которые выполняют определенные функции, такие как отображение списка аварий системы или архива данных;
- SymbolFactory - большая библиотека, символов связанных с промышленностью. Позволяют быстро создать интерфейс пользователя промышленного оборудования;
- теги - переменные, определенные в InTouch для хранения и управления производственными данными. Например, можно использовать тег для сохранения значения уровня в танке, а также для анимационной связи;
- скрипты - средства программирования, включающие библиотеку функций для выполнения вычислений над значениями тега и другие операции;
- анимационные связи - это свойства простых и сложных объектов, которые используются для анимации состояния производственного оборудования, или для передачи введенной пользователем информации;
- мастера - предварительно созданные сложные объекты, которые выполняют определенные функции, например, слайдеры и измерительные приборы;
- ActiveX компоненты - компоненты, которые импортируются в InTouch для выполнения определенных функций, например отображение текущих аварий.
2.5.2.1.3 Режим исполнения WindowViewer
WindowViewer - это интерфейс для исполнения приложений InTouch, созданных в WindowMaker.
WindowViewer - это среда исполнения InTouch. При запуске WindowViewer, приложение осуществляет подключение к источникам данных и начинает обновление значений тегов и анимационных связей.
Кроме широких возможностей приложения InTouch работающего в режиме исполнения, можно использовать независимую от приложения функциональность самого WindowViewer.
WindowViewer может:
- выполнять скрипты InTouch;
- сохранять и отображать архивные данные;
- сохранять и отображать данные об алармах;
- останавливать или запускать сохранение данных;
- вести себя как сервер или клиент для DDE или SuiteLink протоколов.
2.5.2.2 База данных отображаемых параметров
Главный энергетик должен получать достоверные данные о работе электроснабжения. Для этого необходимо визуализировать данные определенных параметров. Для сохранения информации о параметрах и состоянии системы используется база данных.
В состав SCADA-системы InTouch может входить приложение IndustrialSQL Server - это реляционная база данных с SQL-интерфейсом. Этот программный продукт интересен тем, что фактически является надстройкой над Microsoft SOL Server, но обеспечивает существенно более быстрый (более чем на порядок) доступ к базе данных. Кроме собственно SQL-сервера, в FactorySuite входит и несколько клиентских специализированных программных модулей - для создания текущих и архивных трендов, для создания графиков X-Y, аналитический модуль
В SCADA-системе InTouch выделяют тренды архивные и реального времени. Архивный тренд позволяет построить до 8 графических зависимостей параметров от времени. Тренд реального времени позволяет построить до четырех зависимостей. Данная среда поддерживает распределенные архивы, что проявляется в том, что тренд может получать данные от удаленных баз данных InTouch приложений.
В InTouch база данных архивного тренда записывается в файл. Файл архива не может быть менее 1.4 Мб. Под файл архива на диске выделяется неперемещаемая область соответствующего размера. Архив имеет заголовок в 1 Мбайт. Одна запись занимает 16 байт. Количество записей в архиве определяется его размером. При первом запуске узла с настройками для локальной архивации МРВ проверяет наличие свободного места на диске. Если места достаточно, то создается файл с заголовком, в котором формируются структуры для индексации данных в архиве. Если места недостаточно, то МРВ завершает свою работу с кодом ошибки 36. Если заданная длина архива меньше заголовка, но на диске есть свободное место, то создается файл архива в 1.4 Мбайт. Это позволяет хранить 22770 записей. Если при запуске МРВ уже существует файл архива с тем же именем, то проверяется идентичность его структуры требуемой. При этом сравниваются: установленный размер и имя узла. Если существующий архив не соответствует требуемым параметрам, то МРВ завершает свою работу с кодом ошибки 36. Данные в файле циклически обновляются. Перед добавлением новой записи проверяется состояние файла. Если места для записи больше нет, то она записывается в начало архива. Последующие данные записываются поверх самых дальних по времени [9].
2.5.2.3 Понятие тегов
Значения параметров и состояний содержатся в специальных переменных, называемых тегами.
В InTouch определяются теги, которые используются для хранения и управления производственными данными или для внутренних вычислений.
Теги имеют несколько общих свойств, которые сохраняются в полях тега, например имя тега, качество значения тега.
Теги можно классифицировать:
- по типу данных: discrete (дискретный), integer (целочисленный), real (вещественный), message (строковый).
- по источнику данных: внутренние/внешние.
- шаблонные или определенные пользователем.
- теги указатели: Indirect
- по структуре: SuperTag
Для создания, редактирования и удаления тегов InTouch, используется Словарь тегов (Tagname Dictionary).
При создании нового тега устанавливается его типа. После того как тег создан, а особенно после того как он использован в анимационной связи, будет затруднительно изменить тип тега.
Существуют следующие типы тегов:
- Memory Discrete
- Memory Integer
- Memory Real
- Memory Message
- I/O Discrete
- I/O Integer
- I/O Real
- I/O Message
- Indirect Discrete
- Indirect Analog
- Indirect Message
- Group Variable (obsolete)
- Hist Trend
- Tag ID
Можно определить максимальный ожидаемый диапазон разброса значений целочисленного или вещественного тега. Установка пределов не ограничивает значение тега, но предотвращает конфигурирование некорректных значений для других параметров тега [10].
2.5.2.4 Тренды в InTouch
Графическое представление значений параметров во времени способствуют лучшему пониманию динамики технологических процессов предприятия. Поэтому подсистема создания трендов и хранения информации о параметрах с целью ее дальнейшего анализа и использования для управления является неотъемлемой частью SCADA-системы.
Тренды реального времени являются динамическими объектами. Они позволяют выводить изменения значений переменных, как только они происходят для любой конкретной переменной или для выражения, которое содержит одну или несколько переменных. Данные будут появляться в окне тренда и двигаться справа налево. Исторические (архивные) тренды не являются динамическими. Они обеспечивают 'снимок' состояния данных за прошедшее время, то есть по архивным данным. В отличие от трендов реального времени исторические тренды обновляются только по команде - при запуске скрипта, изменении значения выражения или нажатии оператором соответствующей кнопки [11].
2.5.2.5 Программирование в InTouch
В SCADA-системе InTouch программирование построено на скриптах. Под скриптом следует понимать программные фрагменты, которые исполняются при определенных событиях, таких как нажатие кнопки, клавиши, открытие окна и так далее. Выделяют скрипты простые и сложные.
Для простых скриптов характерно возможность использования операндов, которые позволяют выполнять простые математические действия, сравнения, присваивание и так далее. Сложные скрипты, в отличие от простых, логические операции, такие как оператор сравнения if во многих языках программирования высокого уровня, циклы.
В системе InTouch используются также функции, которые могут быть связаны со скриптами, командами. Система предлагает пользователю различные функции для работы со строками, математическими функциями, системными функциями, тревогами, трендами. Особое место занимает функции Quick Functions, которая является скриптом, вызываемым из других скриптов.
Скриптовый язык программирования InTouch основа на BASIC. Поддерживает следующие программные конструкции:
- ветвление по условию (IF. THEN. ELSE);
- цикл (FOR. NEXT);
- математические вычисления.
Скрипт может быть привязан, например, к нажатию кнопки, открытию окна или выделению объекта.
Для построения более надежных приложений, можно использовать скриптовый язык InTouch - QuickScript.
Перед тем как начать писать скрипт, необходимо понимать:
- скрипт - это набор инструкций, которые указывают приложению выполнить какое-либо действие;
- QuickScript - скриптовый язык InTouch HMI;
- функция - это скрипт, который может быть вызван другим скриптом. В состав программного пакета InTouch HMI входит набор стандартных функций, которые можно использовать;
- QuickFunctions - это многократно используемые функции, написанные на скриптовом языке и хранящиеся библиотеке QuickFunctions. Для создания QuickFunction, необходимо просто создать QuickScript и назвать его. QuickFunction может быть вызвана другим скриптом или анимационной связью.
Скрипты в InTouch разделяются причиной, которая вызывает выполнение скрипта.
Для создания и редактирования скриптов в InTouch WindowMaker, существует специальный редактор (рисунок 2.2). Каждый тип скрипта имеет свою собственную версию вида окна редактирования, с опциями и полями уникальными для данного типа скрипта.
В заголовке окна редактора идентифицируется, с каким типом скрипта мы работаем. В редакторе имеются кнопки вставки условных, математических и эквивалентных операторов. Можно просто нажав, на кнопку вставить функцию, символ, или ключевое слово в скрипт. В поле условие, представлены доступные условия выполнения для данного типа скрипта [12].
Рисунок 2.2 - Вид Application Script
2.5.2.6 Алармы в InTouch
Состояние тревоги - в дальнейшем аларм (Alarm) - это некоторое сообщение, предупреждающее оператора о возникновении определенной ситуации, которая может привести к серьезным последствиям, и потому требующее его внимания. Принял ли оператор сообщение об аларме? Чтобы снять эти сомнения, в системах управления принято различать неподтвержденные и подтвержденные алармы. Аларм считается подтвержденным после того, как оператор отреагировал на сообщение об аларме. До этого аларм считается неподтвержденным.
Подсистема алармов - это обязательный компонент любой SCADA-системы. Все SCADA-системы поддерживают дискретные и аналоговые алармы.
Дискретные алармы срабатывают при изменении состояния дискретной переменной. При этом для срабатывания аларма можно использовать любое из двух состояний: TRUE/ON (1) или FALSE/OFF (0).
Аналоговые алармы базируются на анализе выхода значений переменной за указанные верхние и нижние пределы. Аналоговые алармы задаются в нескольких комбинациях [11]:
- HiHi - предел выше верхнего;
- Hi - верхний предел;
- Lo - нижний предел;
- LoLo - предел ниже нижнего.
Аларм сработает при выходе значения переменной за границу предельно допустимого отклонения.
2.5.3 Сеть Ethernet
Ethernet (от англ. ether - эфир) - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде - на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring.
В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.
Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем [13]:
- возможность работы в дуплексном режиме;
- низкая стоимость кабеля 'витой пары';
- более высокая надёжность сетей при неисправности в кабеле;
- минимально допустимый радиус изгиба меньше;
- большая помехозащищенность из-за использования дифференциального сигнала;
- возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, POE);
- отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным 'выгоранием' системного блока.
Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.
Проводные локальные сети строятся, в основном, по технологии Ethernet. Т.е. к точке доступа протягивается оптоволоконный кабель, DSL канал или ставится кабельный модем, а от нее отходит кабель Ethernet (витая пара) к пользователям-членам локальной сети. Кабельный Интернет-доступ является намного более надежным и скоростным, чем беспроводной, но несколько менее удобным. В частности, лишние провода всегда мешают.
Зато при помощи Ethernet можно подключить к одной сети большое количество пользователей на значительной территории, да и скорость они получат приличную. Еще один позитив в том, что надежность кабельных подключений высока, проводные сети не зависят от погодных условий, как это бывает с беспроводными сетями. Да и разрывы подключения случаются намного реже. Кроме того, Ethernet подключение достаточно хорошо защищено от внешних помех. А стоимость витой пары намного ниже, чем передатчиков для беспроводной связи.
Технология Ethernet имеет несколько разновидностей в зависимости от скорости передачи данных. Самая первая модификация работала на скорости всего в 1 Мбит/с, сегодня же существует 100-гигабитный Ethernet. Скорость Ethernet подключения зависит от кабеля, оборудования и стандарта связи. Конечно, для локальных сетей не используются самые скоростные модификации Ethernet, поскольку в этом нет надобности. Высокогигабитный Ethernet используется, в основном, лабораториями для научных исследований и проч. Рядовому пользователю локальной сети достаточно скорости в 100 Мбит/сек.
Плюсы использования локальной Ethernet сети
- практически исключены любые помехи внешних факторов;
- подключение посторонних лиц крайне маловероятно;
- скорость локальной сети при использование стандартного оборудования достигает 100 Мб/с;
- при использовании современного оборудования, стоимость которого будет дороже, можно увеличить пропускную способность до 1000 Мб/с.
2.5.4 Протокол DDE
Dynamic Data Exchange (DDE) - коммуникационный протокол, разработанный корпорацией Microsoft для обмена данными и инструкциями между приложениями в среде Windows. Он устанавливает между двумя работающими приложениями отношения 'клиент-сервер'. Серверное приложение предоставляет данные и принимает запросы от любого другого приложения, которому нужны данные. Приложения, запрашивающие данные, называются клиентами. Некоторые приложения, такие как InTouch или Microsoft Excel, могут одновременно выступать в роли клиентов и серверов.
Запросы к данным могут быть двух типов: однократные запросы и постоянные каналы запроса. В случае однократных запросов клиентская программа запрашивает 'снимок' требуемых данных у серверного приложения. Например, однократные запросы использует такое приложение как Excel при выполнении макроса генерации отчета. Такой макрос открывает канал для связи с другим приложением, запрашивает требуемые данные, затем закрывает канал и использует полученные дынные для генерации отчета.
Постоянные каналы данных называются 'горячими соединениями'. Когда клиентское приложение устанавливает горячее соединение с другим приложением, оно просит серверное приложение оповещать клиентское приложение о каждом изменении требуемых данных. Постоянные каналы данных остаются активными до тех пор, пока либо клиент, либо сервер не прервут соединение или сеанс диалога. Постоянные каналы данных являются очень эффективным способом обмена данными, поскольку после установления соединения обмен происходит только при изменении данных. Компоненты пакета FactorySuite могут использовать DDE для связи с драйверами ввода-вывода и другими DDE-совместимыми приложениями [14].
3. Разработка АРМ главного энергетика
3.1 Функциональная схема АРМ
Функциональная схема необходима для отображения состава, структуры и принципа действия устройства. Предложенная функциональная схема АРМ главного энергетика представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Функциональная схема АРМ
Данная схема содержит три уровня АСУТП. Рассмотрим эту схему более подробно.
На нижнем уровне находятся датчики и исполнительные механизмы. Датчики преобразуют физическую величину технологического процесса в стандартизованный электрический сигнал для передачи в контроллер с целью дальнейшей обработки, преобразования, архивации и передачи на верхний уровень.
Далее информация с датчиков поступает на программируемые логические контроллеры, которые располагаются на втором уровне АСУТП. Контроллер выступает в роли посредника между уровнем диспетчерского контроля управления технологическими процессами и аппаратурой непосредственно выполняющей функции контроля и управления (датчики и исполнительные механизмы). Контроллер представляет собой электронную систему, управляющую технологическим оборудованием, собирающую и анализирующую данные, на основе которых принимаются те или иные решения.
Верхний уровень представлен автоматизированным рабочим местом главного энергетика. Автоматизированное рабочее место реализовано на базе комплексов диспетчерского управления и сбора данных (SCADA-системы). SCADA-система представляет собой специализированное программное обеспечение, ориентированное на визуализацию технологических процессов и связь с внешним миром. Без наличия SCADA-системы все преимущества использования автоматизированного рабочего места на персональном компьютере становятся невозможными.
Все компоненты системы объединены между собой каналами связи (промышленная сеть). Промышленная сеть - сеть передачи данных, связывающая различные датчики, исполнительные механизмы, промышленные контроллеры и используемая в промышленной автоматизации [15,16]. В качестве промышленной сети на предприятии действует сеть Ethernet.
Данные, поступающие в SCADA-систему, записываются в архив данных. Основная задача архива данных - своевременно обеспечить пользователя необходимой информацией.
3.2 Функционирование АРМ главного энергетика
Также необходимо рассмотреть технологию функционирования АРМ, которая поможет представить функции отдела главного энергетика, функциональные связи и данные (информацию и объекты), которые связывают эти функции (рисунки 3.2 - 3.5).
3.3 Алгоритм работы АРМ главного энергетика
Рассмотрим блок-схему алгоритма работы АРМ главного энергетика (рисунок 3.6). В блок-схеме предусмотрены все ситуации, которые могут возникнуть в процессе работы АРМ.
Входная информация для АРМ представлена в мнемосхемах 'Главный корпус' и 'Углеподготовка', которая поступает с постоянной частотой от программируемого логического контроллера.
Выходная информация представляет собой видеокадр 'Тренд' и архив данных, выдается постоянно. Выходную информацию получает главный энергетик для анализа работы системы.
Рисунок 3.6 - Блок-схема алгоритма работы АРМ
Главный энергетик должен отслеживать следующие данные:
1) сообщения о работе системы такие, как авария подстанций, работа трансформаторов, неисправности;
2) показатели работы системы: токи, напряжения, мощности, частота параметров электроснабжения зданий углеподготовки и главного корпуса.
Полный перечень данных приведен в пункте 3.4.
3.4 Организация информационной базы
Главный энергетик должен иметь возможность получать достоверные данные о работе системы электроснабжения в необходимом объеме. Эти данные поступают на АРМ главного энергетика с датчиков и исполнительных механизмов. Значения параметров и состояний содержатся в специальных переменных, называемых тегами.
В данной разработке присутствуют теги двух сигналов: аналоговые (таблицы 3.1-3.4, 3.8) и дискретные (таблицы 3.5-3.7, 3.9).
Таблица 3.1 - Обозначения измеряемых параметров Фидера 6-7 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
F67_32_Ia
|
Текущее значение тока фазы А
|
|
|
F67_32_Ib
|
Текущее значение тока фазы В
|
|
|
F67_32_Ic
|
Текущее значение тока фазы С
|
|
|
F67_32_Uab
|
Текущее значение напряжения АВ
|
|
|
F67_32_Ubc
|
Текущее значение напряжения ВС
|
|
|
F67_32_Uca
|
Текущее значение напряжения СА
|
|
|
F67_32_Ni
|
Текущее значение несимметрии токов фаз
|
|
|
F67_32_Nu
|
Текущее значение несимметрии напряжений
|
|
|
F67_32_Pa
|
Текущее значение активной мощности
|
|
|
F67_32_Pr
|
Текущее значение реактивной мощности
|
|
|
F67_32_F
|
Частота
|
|
|
Таблица 3.2 - Обозначения измеряемых параметров Фидера 6-8 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
F68_31_Ia
|
Текущее значение тока фазы А
|
|
|
F68_31_Ib
|
Текущее значение тока фазы В
|
|
|
F68_31_Ic
|
Текущее значение тока фазы С
|
|
|
F68_31_Uab
|
Текущее значение напряжения АВ
|
|
|
F68_31_Ubc
|
Текущее значение напряжения ВС
|
|
|
F68_31_Uca
|
Текущее значение напряжения СА
|
|
|
F68_31_Ni
|
Текущее значение несимметрии токов фаз
|
|
|
F68_31_Nu
|
Текущее значение несимметрии
|
|
|
F68_31_Pa
|
Текущее значение активной мощности
|
|
|
F68_31_Pr
|
Текущее значение реактивной мощности
|
|
|
F68_31_F
|
Частота
|
|
|
Таблица 3.3 - Обозначения измеряемых параметров УЗО Фидера 6-7 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
UZO67_Ia
|
Текущее значение тока фазы А
|
|
|
UZO67_Ib
|
Текущее значение тока фазы В
|
|
|
UZO67_Ic
|
Текущее значение тока фазы С
|
|
|
UZO67_Uab
|
Текущее значение напряжения АВ
|
|
|
UZO67_Ubc
|
Текущее значение напряжения ВС
|
|
|
UZO67_Uca
|
Текущее значение напряжения СА
|
|
|
UZO67_Ni
|
Текущее значение несимметрии токов изоляции
|
|
|
UZO67_Nu
|
Текущее значение несимметрии напряжений
|
|
|
UZO67_F
|
Частота
|
|
|
Таблица 3.4 - Обозначения измеряемых параметров УЗО Фидера 6-8 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
UZO68_Ia
|
Текущее значение тока фазы А
|
|
|
UZO68_Ib
|
Текущее значение тока фазы В
|
|
|
UZO68_Ic
|
Текущее значение тока фазы С
|
|
|
UZO68_Uab
|
Текущее значение напряжения АВ
|
|
|
UZO68_Ubc
|
Текущее значение напряжения ВС
|
|
|
UZO68_Uca
|
Текущее значение напряжения СА
|
|
|
UZO68_Ni
|
Текущее значение несимметрии токов изоляции
|
|
|
UZO68_Nu
|
Текущее значение несимметрии напряжений
|
|
|
UZO68_F
|
Частота
|
|
|
Таблица 3.5 - Обозначения дискретных параметров главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
GK1
|
Авария подстанции главного корпуса
|
|
|
GK2
|
Щит 1ШЩ П2. Ввод II включен
|
|
|
GK3
|
Щит 1ШЩ П2. Ввод I включен
|
|
|
GK4
|
Щит 1ШЩ П2. Неисправность на вводе
|
|
|
F67_TO
|
Фидер 6-7. Трансформатор отключен
|
|
|
F68_TO
|
Фидер 6-8. Трансформатор отключен
|
|
|
CG1
|
Нет питания шкафов РП. ШГ1
|
|
|
CG2
|
Нет питания шкафов РП. ШГ2
|
|
|
CLG1
|
Нет питания шкафов РП. ШЛГ1
|
|
|
CLG2
|
Нет питания шкафов РП. ШЛГ2
|
|
|
CLG3
|
Нет питания шкафов РП. ШЛГ3
|
|
|
CLP2
|
Нет питания шкафов РП. ШЛП2
|
|
|
CS
|
Нет питания шкафов РП. ШС
|
|
|
CK
|
Нет питания шкафов РП. ШК
|
|
|
CGK3_F0
|
Нет питания на вводе шкафа ШГ3
|
|
|
CGK3_F1
|
Неисправность ИБП шкафа ШГ3
|
|
|
CGK3_F2
|
Вводный автомат отключен
|
|
|
CGK3_F3
|
Автомат блока питания аналоговых сигналов отключен
|
|
|
CGK3_F4
|
Автомат блока питания дискретных
|
|
|
сигналов отключен
|
|
|
CGK3_F5
|
Автомат контроллера отключен
|
|
|
CGK3_F6
|
Нет напряжения 24 В дискретных сигналов
|
|
|
CGK3_F7
|
Нет напряжения 24 В аналоговых сигналов
|
|
|
CGK3_F8
|
Открыта дверь шкафа ШГ3
|
|
|
Таблица 3.6 - Обозначения дискретных параметров Фидера 6-7 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
UZO67_F0
|
Отсечка
|
|
|
UZO67_F1
|
Несимметрия токов
|
|
|
UZO67_F2
|
Пульсация напряжений
|
|
|
UZO67_F3
|
Перегрузка
|
|
|
UZO67_F4
|
Низкое напряжение
|
|
|
UZO67_F5
|
Высокое напряжение
|
|
|
UZO67_F6
|
Резервная защита
|
|
|
UZO67_F7
|
Трансформатор отключен
|
|
|
UZO67_F8
|
Трансформатор включен
|
|
|
Таблица 3.7 - Обозначения дискретных параметров Фидера 6-8 главного корпуса
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
UZO68_F0
|
Отсечка
|
|
|
UZO68_F1
|
Несимметрия токов
|
|
|
UZO68_F2
|
Пульсация напряжений
|
|
|
UZO68_F3
|
Перегрузка
|
|
|
UZO68_F4
|
Низкое напряжение
|
|
|
UZO68_F5
|
Высокое напряжение
|
|
|
UZO68_F6
|
Резервная защита
|
|
|
UZO68_F7
|
Трансформатор отключен
|
|
|
UZO68_F8
|
Трансформатор включен
|
|
|
Таблица 3.8 - Обозначения измеряемых параметров Фидера 6-8 здания углеподготовки
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
F68_09_Ia
|
Текущее значение тока фазы А
|
|
|
F68_09_Ib
|
Текущее значение тока фазы В
|
|
|
F68_09_Ic
|
Текущее значение тока фазы С
|
|
|
F68_09_Uab
|
Текущее значение напряжения АВ
|
|
|
F68_09_Ubc
|
Текущее значение напряжения ВС
|
|
|
F68_09_Uca
|
Текущее значение напряжения СА
|
|
|
F68_09_Ni
|
Текущее значение несимметрии токов фаз
|
|
|
F68_09_Nu
|
Текущее значение несимметрии
|
|
|
F68_09_Pa
|
Текущее значение активной мощности
|
|
|
F68_09_Pr
|
Текущее значение реактивной мощности
|
|
|
F68_09_F
|
Частота
|
|
|
F68_09_Spa
|
Суммарная активная мощность с начала месяца
|
|
|
F68_09_Spr
|
Суммарная реактивная мощность с начала месяца
|
|
|
Таблица 3.9 - Обозначения дискретных параметров здания углеподготовки
|
Обозначение
|
Наименование параметра
|
|
|
UP1
|
Авария подстанции углеподготовки
|
|
|
UP2
|
Щит 2Щ П3: Ввод II включен
|
|
|
UP3
|
Щит 2Щ П3: Ввод I включен
|
|
|
UP4
|
Щит 2Щ П3:. Неисправность на вводе
|
|
|
3.5 Разработка экранных форм
Сложность создания окон заключается в оптимальном восприятии главным энергетиком всех процессов, происходящих на объектах энергопотребления.
Основные функции окон:
- наглядность изображения;
- полнота информации;
- простота переходов между окнами;
- простота работы с экранными формами;
- низкая утомляемость.
3.5.1 Окно АРМ главного энергетика
Окно АРМ главного энергетика является переходным окном для окон АРМ. В верхней части панели отображается дата, посередине расположены кнопки для перехода между окнами, и в нижней части отображается время.
Внешний вид окна АРМ главного энергетика приведен на рисунке 3.7.
3.5.2 Окно главного корпуса
В окне главного корпуса отображаются значения параметров для фидеров 6-7 и 6-8, идет ссылка на окна УЗО Фидер 6-7 и УЗО Фидер 6-8 и сообщения о состоянии системы, такие как авария подстанции углеподготовки, отключение трансформаторов и питания шкафов РП (рисунок 3.8). Для аналоговых значений параметров электроснабжения предусмотрены алармы. Для каждого аларма имеется свой цвет:
- для диапазона значений, имеющих предел HiHi, - красный цвет;
- Hi - розовый цвет;
- Lo - синий цвет;
- LoLo - голубой цвет.
Если сообщения о состоянии системы подтверждаются, то они становятся красными, иначе имеют серый цвет.
При срабатывании УЗО, название становится красным, а при нажатии можно открыть окно УЗО Фидер 6-7 или УЗО Фидер 6-8 (рисунок 3.9).
Сообщения о состоянии системы представлены в левой части, если они подтверждены, то индикатор становится красным, а надпись, поясняющая его, черная, иначе надпись серая и индикатора не видно. В правой части отображаются значения параметров. Параметры фидеров не отображаются на трендах.
3.5.3 Окно здания углеподготовки
Окно создано по аналогии с окном главного корпуса. В нем также отображаются параметры электроснабжения и сообщения о состоянии системы.
3.5.4 Окно Alarm
Данное окно предназначено для просмотра критических значений показателей электроснабжения предприятия. Вид данного окна приведен на рисунке 3.11.
Две кнопки и необходимы для подтверждения просмотра аларма зданий углеподготовки и главного корпуса. Вид окна при подтверждении аларма приведен на рисунке 3.12.
3.5.5 Окно Тренд
При нажатии на прямоугольник со значением переменной откроется окно тренда с графиком этой переменной. Для примера возьмем тренд переменной 'Текущее значение тока фазы А, А' фидера 6-7.
Окно тренд имеет одинаковую конструкцию для всех параметров, которые будут отображаться на тренде. Чтобы не создавать для каждого параметра отдельное окно воспользуемся скриптом (отображение значения тока фазы А фидера 6-7):
Ind. Name=F67_32_Ia. Name;
NameF='Ток фазы А, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Остальные скрипты для отображения тренда приведены в приложении В.
При разработке данного окна использовались 3 вида скрипта:
1) WindowScript for 'Тренд'
При запуске:
RBVertical = 1;
Start=HTrend. ChartStart;
Slider=0;
Данный скрипт означает, что при запуске тренда, он запускается в реальном времени. В переменную Start устанавливается значение временного диапазона графа архивного тренда. Это необходимо, так как данная переменная используется в других скриптах.
Во время работы:
IF RBVertical==1 THEN
HTUpdateToCurrentTime (HTrend. Name);
HTrend. ChartLength = 480;
ENDIF;
IF RBHorizontal == 1 THEN
HTrendPanMins=2880;
ENDIF;
IF RBHorizontal == 2 THEN
HTrendPanMins=720;
ENDIF;
IF RBHorizontal == 3 THEN
HTrendPanMins=60;
ENDIF;
HTrend. MinRange= (HTGetValue (HTrend. Name, HTrend. UpdateCount, 1, 'PenMinValue') - Ind. MinEU) * 50/ (Ind. MaxEU - Ind. MinEU);
HTrend. MaxRange= (HTGetValue (HTrend. Name, HTrend. UpdateCount, 1, 'PenMaxValue') - Ind. MinEU) * 150/ (Ind. MaxEU - Ind. MinEU);
Данный скрипт означает, что когда нажата кнопка 'Реального времени', отображается тренд реального времени с обновлением даты и длиной тренда в 8 минут. Также можно выбирать длину тренда при нажатии кнопки 'Архивный'. Строится тренд в процентном диапазоне наименьшего и наибольшего значения параметра.
2) Data Change Script.
Этот скрипт используется для трех случаев. Первый - для движения ползунка, а вместе с ним и перемещения тренда:
HTrend. ChartStart=Start - Slider * HTrend. ChartLength / 494;
Второй - для активации кнопок масштаба в зависимости от нажатия кнопок 'Реального времени' и 'Архивный':
IF RBVertical == 1 THEN
SetPropertyD ('RadioButtonForTrend2. enabled', 0);
HTrend. ChartLength = 480;
ENDIF;
IF RBVertical == 2 THEN
SetPropertyD ('RadioButtonForTrend2. enabled', 1);
CALL FuncForRB ();
Slider=0;
Start=HTrend. ChartStart;
ENDIF;
Третий - при нажатии кнопок масштаба вызывает функцию FuncForRB ():
CALL FuncForRB ();
Start=HTrend. ChartStart;
Slider=0;
3) QuickFunction
Это скрипт функции FuncForRB ().
DIM OldLength AS INTEGER;
OldLength = HTrend. ChartLength;
IF RBHorizontal == 1 THEN
HTrend. ChartLength = 172800;
HTrend. ChartStart = HTrend. ChartStart - HTrend. ChartLength +OldLength;
ENDIF;
IF RBHorizontal == 2 THEN
HTrend. ChartLength = 43200;
HTrend. ChartStart = HTrend. ChartStart - HTrend. ChartLength+OldLength;
ENDIF;
IF RBHorizontal == 3 THEN
HTrend. ChartLength = 3600;
HTrend. ChartStart = HTrend. ChartStart - HTrend. ChartLength+OldLength;
ENDIF;
Для увеличения и уменьшения масштаба изображения используются кнопки , которые описываются функциями:
1) HTZoomIn (Hist_Tag, LockString);
2) HTZoomOut (Hist_Tag, LockString);
где Hist_Tag - это имя архивного тренда, а LockString - это строка, задающая тип масштабирования. Существуют типы масштабирования:
- StartTime' - оставляет стартовое время равным времени до растяжения графа;
- 'Center' - оставляет центральное время равным времени до растяжения графа;
- 'EndTime' - оставляет конечное время равным времени до растяженияграфа.
В нашем случае эти функции выглядят:
1) HTZoomIn ('HTrend', 'EndTime');
2) HTZoomOut ('HTrend', 'EndTime');.
Справа от тренда в прямоугольнике отображается текущее значение параметра. За отображение значения отвечает функция:
HTGetValueAtScooter (HTrend. Name, HTrend. UpdateCount, 2, HTrend. ScooterPosRight, 1, 'PenValue').
Кнопки листают отображение тренда с помощью функций:
3) HTScrollLeft (HTrend. Name, 100);
4) HTScrollRight (HTrend. Name, 100);
Кнопка обновляет текущую дату в архивном тренде.
Данное окно разрабатывалось с условием улучшения просмотра трендов для главного энергетика.
4. Технико-экономическое обоснование разработки АРМ главного энергетика
4.1 Обоснование целесообразности разработки
АРМ главного энергетика требует в наличии компьютер (системный блок, монитор, клавиатура, мышь), программное обеспечение (SCADA-система InTouch компании Wonderware), сервер ввода-вывода, рабочее место (рабочий стол и стул). АРМ предназначен для облегчения работы главного энергетика.
4.2 Организация и планирование работы
Планирование работ по разработке АРМ главного энергетика заключается в составлении перечня работ, необходимых для достижения поставленных задач: определение исполнителей каждой работы, установление продолжительности работ в рабочих днях, построение линейного и календарного графика. В линейном планировании трудоемкость работ определяется по сумме трудоемкости этапов и видов работ, оцениваемых экспериментальным путем в человеко-днях, и носит вероятностный характер, так как зависит от множества трудно учитываемых факторов. Трудоёмкость работ определяется с учётом директивного срока окончания работ, а также методики проведения работ и используемой аппаратуры. Ожидаемое значение трудоёмкости отдельных видов работ определяется по формуле:
, (4.1)
где - ожидаемая трудоёмкость;
- минимальная трудоёмкость;
- максимальная трудоёмкость;
- наиболее вероятная трудоёмкость.
Данные расчёта трудоёмкости приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Расчёт трудоёмкости проводимых работ
|
Вид работ
|
, дней
|
, дней
|
, дней
|
, дней
|
|
|
1 Постановка задачи
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
|
2 Составление и утверждение индивидуального задания
|
1
|
2
|
2
|
2
|
|
|
3 Подбор и изучение литературы
|
1
|
2
|
2
|
2
|
|
|
4 Анализ предметной области
|
2
|
4
|
5
|
4
|
|
|
5 Обзор аналогов разработки
|
1
|
2
|
2
|
2
|
|
|
6 Выбор средств для разработки
|
1
|
2
|
2
|
2
|
|
|
7 Разработка АРМ главного энергетика
|
28
|
30
|
31
|
30
|
|
|
8 Тестирование системы
|
2
|
4
|
5
|
4
|
|
|
9 Реализация на предприятии
|
1
|
1
|
2
|
1
|
|
|
10 ТЭО и обоснование БЖД разработки
|
4
|
9
|
14
|
9
|
|
|
11 Оформление пояснительной записки
|
7
|
10
|
14
|
10
|
|
|
Всего
|
49
|
67
|
80
|
67
|
|
|
4.3 График выполнения работы
Для проведения работы было задействовано два человека:
- руководитель работы (старший инженер АСУП);
- исполнитель (дублер инженера-программиста АСУП).
Руководитель даёт постановку задачи и обеспечивает процесс выполнения работы необходимыми средствами, а также отвечает за правильное, своевременное и качественное выполнение работы.
Исполнитель работы отвечает за выполнение всех пунктов технического задания на проведение работы.
Трудоёмкость работы определяется с учётом срока окончания работ, особенностей работы с данной вычислительной техникой, выбранной среды и технологии программирования, объёмом информации.
Ленточный график выполнения работ приведён в таблице 4.2, а календарный график - в таблице 4.3.
4.4 Расчет сметы затрат
Расчет капиталовложений, связанных с автоматизацией обработки информации производится по формуле:
(4.2)
где - капиталовложения на проектирование, руб.;
- капиталовложения на реализацию, руб.
Капиталовложения на проектирование включают в себя расходы на проведение исследований и обработку материалов, расходы на разработку ТЗ, технического и рабочего варианта работы, а также расходы на написание программы.
Необходимые данные для расчета затрат на выполнение работы сведены в таблицу 4.4
Расчеты затрат на основную заработную плату приведены в таблице 4.5 При расчете учитывалось, что в месяце 22 рабочих дня, а затраты времени на выполнение работы по каждому исполнителю брались из таблицы 4.2
Дополнительная заработная плата составляет 10% от основной, т.е.
38645,740,1 = 3864,57 (руб.).
Отчисления на социальные нужды составляют 34% от рассчитанного фонда заработной платы (основная + дополнительная):
Отчисления = (38645,74+3864,57) 0,34 = 14453,51 (руб.).
Таблица 4.2 - Ленточный график выполнения работ
|
Содержание этапа работы
|
Длительость, дней
|
Сотрудники
|
Загрузка
|
Продолжительность работ, недель
|
|
|
|
|
Дни
|
%
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
|
|
1. Постановка задачи
|
1
|
Руководитель
|
1
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Составление и утверждение индивидуального задания
|
1
|
Руководитель
|
1
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
1
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Подбор и изучение литературы
|
4
|
Руководитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
4
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Анализ предметной области
|
3
|
Руководитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
3
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Обзор аналогов разработки
|
2
|
Руководитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
2
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Выбор средств для разработки
|
2
|
Руководитель
|
1
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
2
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Разработка АРМ главного энергетика
|
24
|
Руководитель
|
4
|
17
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
30
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. Тестирование системы
|
4
|
Руководитель
|
1
|
25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
4
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Реализация разработки на предприятии
|
1
|
Руководитель
|
1
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
1
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. ТЭО и обоснование БЖД для разработки
|
9
|
Руководитель
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
9
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11. Оформление пояснительной записки
|
10
|
Руководитель
|
1
|
10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
10
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всего
|
60
|
Руководитель
|
10
|
25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
66
|
75
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.3 - Календарный график работ
|
Этапы работы
|
Сотрудники
|
Длитель-ность, дней
|
График
|
|
|
1 Постановка задачи
|
Руководитель
|
1
|
24.01.2011
|
|
|
Исполнитель
|
|
|
|
|
2 Составление и утверждение индивидуального задания
|
Руководитель
|
1
|
25.01.2011
|
|
|
Исполнитель
|
1
|
25.01.2011
|
|
|
3 Подбор и изучение литературы
|
Руководитель
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
4
|
26.01.2011-31.01.2011
|
|
|
4 Анализ предметной области
|
Руководитель
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
3
|
01.02.2011-03.02.2011
|
|
|
5 Обзор аналогов разработки
|
Руководитель
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
2
|
04.02.2011-07.02.2011
|
|
|
6 Выбор средств для разработки
|
Руководитель
|
1
|
09.02.2011
|
|
|
Исполнитель
|
2
|
08.02.2011-09.02.2011
|
|
|
7 Разработка АРМ главного энергетика
|
Руководитель
|
4
|
11.02.2011, 22.02.2011, 05.03.2011, 28.03.2011
|
|
|
Исполнитель
|
30
|
10.02.2011-22.02.2011, 24.02.2011-05.03.2011, 10.03.2011-28.03.2011
|
|
|
8 Тестирование системы
|
Руководитель
|
1
|
01.04.2011
|
|
|
Исполнитель
|
4
|
29.03.2011-01.04.2011
|
|
|
9 Реализация на предприятии
|
Руководитель
|
1
|
01.04.2011
|
|
|
Исполнитель
|
1
|
01.04.2011
|
|
|
10 ТЭО и обоснование БЖД для разработки
|
Руководитель
|
|
|
|
|
Исполнитель
|
9
|
04.04.2011-08.04.2011, 15.04.2011, 19.04.2011, 22.04.2011, 26.04.2011
|
|
|
11 Оформление пояснительной записки
|
Руководитель
|
1
|
18.05.2011
|
|
|
Исполнитель
|
10
|
4.05.2011-18.05.2011
|
|
|
Таблица 4.4 - Данные для расчета затрат на выполнение работы
|
Исходные данные
|
Значения
|
|
|
Время, затраченное на выполнение работы (в днях): Руководитель Дублер инженера-программиста
|
10 66
|
|
|
Должностные оклады без учета районного коэффициента (30%): Руководитель Дублер инженера-программиста
|
19200 7000
|
|
|
Коэффициенты: Wд - учитывает дополнительную заработную плату в долях от основной Wс - учитывает отчисления на социальные нужды Wн - учитывает накладные расходы организации
|
0,1 (10%) 0,34 (34%) 0,2 (20%)
|
|
|
Таблица 4.5 - Затраты на основную заработную плату
|
Исполнители
|
Оклад с учетом районного коэффициента
|
Среднеднев-ная ставка, руб/день
|
Затраты времени, дни
|
Фонд з/пл, руб.
|
|
|
Руководитель
|
24960
|
1134,55
|
10
|
11345,5
|
|
|
Стажер инженера-программиста
|
9100
|
413,64
|
66
|
27300,24
|
|
|
Итого:
|
38645,74
|
|
|
Затраты на электроэнергию рассчитываются по следующей формуле:
, (4.3)
где - количество потребляемой оборудованием энергии, кВт/ч;
- тариф за электроэнергию, руб. за 1 кВт/ч;
- время работы оборудования за период проектирования, час;
(руб.);
(руб.)
Материальные затраты представлены в таблице 4.6.
Таблица 4.6 - Материальные затраты
|
Наименование
|
Единица измерения
|
Количество
|
Сумма (руб.)
|
|
|
Бумага, формат А4
|
Лист
|
500
|
130
|
|
|
Папка для дипломного проекта
|
Штука
|
1
|
70
|
|
|
Итого:
|
200
|
|
|
Таблица 4.7 - Расчет затрат сторонних организаций
|
Услуга
|
Количество
|
Стоимость одной единицы, руб.
|
Сумма затрат, руб.
|
|
|
Распечатка на принтере
|
200 листов
|
1,5
|
300
|
|
|
Брошюровка
|
1 штука
|
50
|
50
|
|
|
Транспортные расходы
|
3
|
1147,80
|
3443,4
|
|
|
Работа в Internet
|
4 месяца
|
480
|
1920
|
|
|
Итого
|
|
|
5713,4
|
|
|
Накладные расходы составляют 20% от суммы прямых затрат на разработку, которые, в свою очередь, включают затраты на материалы, основную заработную плату с учетом районного коэффициента, отчисления на социальные нужды и стоимость затраченного машинного времени.
Таким образом, накладные расходы составляют:
0,2 • (200+5713,4+38645,74+14453,51 +1230,83) = 12048,7 (руб.).
Смета затрат на выполнение работы представлена в таблице 4.8.
Таблица 4.8 - Смета затрат на выполнение работы
|
№ п/п
|
Статьи затрат
|
Затраты, руб.
|
|
|
1
|
Материальные затраты
|
200
|
|
|
2
|
Затраты на услуги сторонних организаций
|
5713,4
|
|
|
3
|
Затраты на основную заработную плату (включая районный коэффициент)
|
38645,74
|
|
|
4
|
Затраты на дополнительную заработную плату
|
3864,57
|
|
|
5
|
Отчисления на социальные нужды
|
14453,51
|
|
|
6
|
Стоимость машинного времени
|
1230,83
|
|
|
7
|
Накладные расходы
|
12048,7
|
|
|
Итого:
|
76156,75
|
|
|
Капиталовложения на реализацию программы (Кр) в общем случае включают в себя затраты на:
а) приобретение основного и вспомогательного оборудования;
б) приобретение и установку пакетов прикладных программ;
в) запуск системы в целом.
Для внедрения АРМ на предприятие необходимо приобрести один компьютер стоимостью 29620 рублей, сервер ввода-вывода стоимостью 55000 рублей. Для его работы необходимо приобрести программное обеспечение на сумму 10000 рублей, рабочий стол и стул для главного энергетика. Стоимость работ по оснащению рабочего места подсчитана в таблице 4.9.
Таблица 4.9 - Затраты на установку SCADA-системы.
|
№ п/п
|
Статьи расходов
|
Сумма затрат, руб.
|
|
|
1
|
Покупка компьютера и сервера
|
84620
|
|
|
2
|
Покупка программного обеспечения
|
10000
|
|
|
3
|
Рабочий стол и стул
|
4150
|
|
|
Итого:
|
98770
|
|
|
Капитальные вложения К, связанные с разработкой АРМ главного энергетика равны сумме капитальных вложений на проектирование Кп и капитальных вложений на реализацию программы Кр.
К = Кп + Кр = 76156,75+98770 = 174926,75 (руб.).
4.5 Расчет эксплуатационных затрат
К эксплуатационным относятся затраты, связанные с обеспечением нормального функционирования как обеспечивающих, так и функциональных подсистем АСУ, поэтому эти затраты называют также годовыми текущими издержками.
Это могут быть затраты на ведение информационной базы, эксплуатацию комплекса технических средств, эксплуатацию систем программно-математического обеспечения, реализацию технологического процесса обработки информации по задачам, эксплуатация системы в целом.
Расчет годовых эксплуатационных издержек производится методом прямого счета на основе составляющих, приведенных ниже.
(4.4)
где - затраты на зарплату обслуживающего персонала с начислениями, (руб.);
- амортизационные отчисления от стоимости оборудования и устройств системы и нематериальные активы, (руб.);
- затраты на потребляемую электроэнергию, руб.;
- затраты на вспомогательные материалы, руб.;
- затраты на текущие ремонты, руб.
Затраты на заработную плату обслуживающего персонала с начислениями рассчитываются следующим образом:
(4.5)
где Чобс - численность обслуживающего персонала (1 человек);
ti - время, затраченное работником i-той квалификации, час;
Sn - среднедневная заработная плата работника i-той категории;
n - количество категорий работников;
Нд - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату в долях к основной заработной плате, Нд = 0.1 (для Кемеровской области);
Нс. с. - коэффициент, учитывающий отчисления во внебюджетные фонды (органам социального страхования), Нс. с. = 0,34.
Время, затраченное обслуживающим персоналом, рассчитывается исходя из того, что продолжительность эксплуатации системы в течение рабочего дня составляет 8 часа, следовательно за год:
tu = 254 дня · 8 часов = 2032 часа
Данные по заработной плате работников, занимающихся эксплуатацией системы:
Количество человек - 1;
Должностной оклад - 46100 руб.;
Средняя дневная ставка - 2095,45 руб.;
Затраты времени на работу - 254 дня;
На основании вышеизложенного получаем:
Сз. п. = (1· 254 · 2095,45 · (1+0,1) · (1+0,34)) = 784528,1 (руб.).
Амортизация - это отчисленный в денежном выражении износ основных средств в процессе их применения, производственного использования.
Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:
(4.6)
где Цбал - балансовая стоимость j-того вида оборудования, руб.;
На - норма годовых амортизационных отчислений, На = 12,5% для компьютера;
g - количество единиц j-того вида оборудования;
tPj - время работы j-того вида оборудования, час;
Фэф - эффективный фонд времени работы оборудования, час.
Балансовая стоимость оборудования для проекта компьютер с сервером стоимостью Цбал = 84620 руб
Эффективный фонд времени работы оборудования можно вычислить:
(4.7)
где Dр - количество рабочих дней в году, Dр = 254 дня;
Нэ - норматив среднесуточной загрузки, Нэ = 8 часов.
Фэф j = 254 дня 8 часов=2032 часа
Са= (84620 · 0,125 · 1 · 2032/2032) = 10577,5 (руб.).
Затраты на потребляемую электроэнергию рассчитываются следующим образом:
(4.8)
где Wy - установленная мощность, Wy = 0,5 кВт; Tg - время работы оборудования, час; Sэл - тариф на электроэнергию, Sэл = 2,18 руб.
СЭЛ = 0,5 · 2032 · 2,18 = 2214,88 (руб.).
Затраты на материалы определяются нормативом (1-2 %) от стоимости технических средств:
, (4.9)
где Crj - стоимость j-го оборудования;
СМ = 0.01 · 84620 = 846,2 (руб.);
Затраты на текущие ремонты рассчитываются следующим образом:
(4.10)
где Цбал - балансовая стоимость j-того вида оборудования, руб.;
Нт. р. - норма отчислений на текущий ремонт.
СТ = 84620 · 5/100 = 4231 (руб.).
Все остальные статьи годовых эксплуатационных затрат на аналог полностью совпадают с проектируемым.
Статьи годовых эксплуатационных затрат сведены в таблицу 4.10.
Таблица 4.10 - Расчет годовых эксплуатационных затрат
|
Статьи затрат
|
Разрабатываемый ПП, руб.
|
|
|
Заработная плата обслуживающего персонала
|
784528,1
|
|
|
Амортизационные отчисления
|
10577,5
|
|
|
Затраты на электроэнергию
|
2214,88
|
|
|
Затраты на вспомогательные материалы
|
846,2
|
|
|
Затраты на текущий ремонт
|
4231
|
|
|
Итого:
|
802397,7
|
|
|
4.6 Обоснование эффекта от разработки автоматизированного рабочего места главного энергетика на предприятии
Разработка автоматизированного рабочего места поможет облегчить работу главного энергетика на предприятии. Благодаря данной разработке главный энергетик сможет постоянно получать текущую информацию со всех объектов электроснабжения на своем рабочем месте, вести учет потребленной энергии предприятием, а также анализировать и контролировать параметры системы.
5. Безопасность жизнедеятельности
5.1 Анализ ОВПФ
При разработке автоматизированного рабочего места на человека воздействуют опасные и вредные производственные факторы. Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, то его считают вредным. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным. Согласно ГОСТ 12.0.003.74. 'Опасные и вредные производственные факторы. Классификация', опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы:
- физические;
- химические;
- биологические;
- психофизиологические.
Разработка АРМ главного энергетика требует использования ЭВМ. Следовательно, можно сделать вывод, что в данной работе присутствуют следующие типы опасных и вредных производственных факторов - это физические и психофизиологические факторы.
Физические опасные и вредные производственные факторы связаны с условиями окружающей среды, воздействующими на разработчика. В данной работе это повышенные уровни статического электричества и ионизирующего излучения, вызванные монитором, повышенная или пониженная температура внешней среды, уровни освещённости рабочей зоны и уровни шумов, вызванные вентиляторами охлаждения, трансформаторами ЭВМ, кондиционером в помещении.
Разработчик связан с воздействием таких психофизических опасных и вредных производственных факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.
Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызванное развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга. Медицинские обследования работников показали, что помимо снижения производительности труда высокие уровни шума приводят к ухудшению слуха.
Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному заболеванию. Анализ травматизма показывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействия физически опасных производственных факторов при выполнении сотрудниками несвойственных им работ. На втором месте случаи, связанные с воздействием электрического тока.
Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать 'Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы' (Утверждено Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 14 июля 1996 г. N 14 СанПиН 2.2.2.542-96).
5.2 Требования и защитные мероприятия в области безопасности жизнедеятельности
5.2.1 Электробезопасность
При пользовании ЭВМ каждый работник должен внимательно и осторожно обращаться с электропроводкой и всегда помнить, что пренебрежение правилами безопасности угрожает и здоровью, и жизни человека. При этом следует соблюдать ГОСТ 12.1.019-79. 'ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты'.
Одно из главных требований безопасности является хороший уровень состояния изоляции. Назначение изоляции состоит в том, чтобы предупредить возникновение коротких замыканий и исключить контакт с токоведущими частями. Сопротивление изоляции должно быть не менее величины напряжения сети, увеличенной в тысячу раз, но не менее 0.5Мом.
При работе с ЭВМ необходимо проверить герметичность корпуса, не открыты ли токоведущие части; убедиться в подключении заземляющего проводника к общей шине заземления, проверить его целостность. Если заземляющий проводник отключен, подключать его можно только при отключении машины от питающей сети.
Для обеспечения электробезопасности используется защитное заземление. Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. В данном случае следует пользоваться ГОСТ 12.1.030-81. 'ССБТ. Защитное заземление. Зануление'.
Защитное действие заземления основано на снижении напряжения прикосновения при пробое напряжения нетоковедущей части, что достигается уменьшением потенциала корпуса относительно земли, как за счет малого сопротивления заземления, так и за счёт повышения потенциала примыкающей к оборудованию поверхности земли.
Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством. В нашем случае используем контурное заземление. Естественные заземлители отсутствуют, поэтому используем искусственное заземление.
При контурном заземлении заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования на небольшом расстоянии друг от друга. Поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого разность потенциалов между точками, находящимися внутри контура, снижается, и коэффициент прикосновения намного меньше единицы.
5.2.2 Пожаробезопасность
Пожарная безопасность - состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.
Пожарная безопасность обеспечивается системой предотвращения пожара и системой пожарной защиты. Во всех служебных помещениях обязательно должен быть 'План эвакуации людей при пожаре', регламентирующий действия персонала в случае возникновения очага возгорания и указывающий места расположения пожарной техники.
Противопожарная защита - это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара. Пожарная безопасность регламентируется ГОСТ 12.1.004-85. 'ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования', а также СНиП 2.01.02-85. 'Противопожарные нормы и правила'.
Источниками зажигания могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.
В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность.
Учитывая высокую стоимость электронного оборудования, а также категорию его пожарной опасности, здания, в которых предусмотрено размещение ЭВМ, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости.
Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть ограниченно, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными составами.
К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших загораний, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т.п.
В зданиях, где используются ЭВМ, пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Вода используется для тушения пожаров в помещениях программистов, библиотеках, вспомогательных и служебных помещениях. Применение воды в машинных залах ЭВМ, хранилищах носителей информации, помещениях контрольно-измерительных приборов ввиду опасности повреждения или полного выхода из строя дорогостоящего оборудования возможно в исключительных случаях, когда пожар принимает угрожающе крупные размеры. При этом количество воды должно быть минимальным, а устройства ЭВМ необходимо защитить от попадания воды, накрывая их брезентом или полотном.
Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. По виду используемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на следующие основные группы.
Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования, находящегося под напряжением.
Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.
Наиболее целесообразно применять в помещениях с ЭВМ установки газового тушения пожара, действие которых основано на быстром заполнении помещения огнетушащим газовым веществом с резким сжижением содержания в воздухе кислорода.
5.2.3 Микроклимат на рабочем месте
Под метеорологическими условиями производственной среды согласно ГОСТ 12.1.005-88 'ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны' понимают:
- сочетание температуры;
- относительной влажности;
- скорости движения;
- запыленности воздуха.
Перечисленные параметры оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье и на надежность работы средств ЭВМ.
Особенно большое влияние на микроклимат оказывают источники теплоты, находящиеся в помещении. Основными источниками теплоты в описываемом помещении являются:
- ЭВМ;
- вспомогательное оборудование;
- приборы освещения;
- обслуживающий персонал.
Наибольшее количество теплоты выделяют ЭВМ и вспомогательное оборудование. Тепловыделения от приборов освещения также велики, при этом чем больше уровень освещенности в помещении, тем выше удельные величины тепловыделений. Количество теплоты от обслуживающего персонала незначительно. Оно зависит от числа работающих в помещении, микроклиматических условий и интенсивности работы, выполняемой человеком.
Кроме того, на суммарные тепловыделения помещения оказывают влияние внешние источники поступлений теплоты. К ним относят теплоту, поступающую через окна от солнечной радиации, приток теплоты через непрозрачные ограждающие конструкции.
На организм человека и работу оборудования большое влияние оказывает относительная влажность воздуха. При влажности воздуха до 40% становится хрупкой основа магнитной ленты, повышается износ магнитных головок, выходит из строя изоляция проводов, а также возникает статическое электричество при движении носителей информации в ЭВМ. При относительной влажности воздуха более 75-80% снижается сопротивление изоляции, изменяются рабочие характеристики элементов ЭВМ.
Скорость движения воздуха также оказывает влияние на функциональную деятельность человека и работу высокоскоростных устройств печати. Большое влияние на самочувствие и здоровье персонала, на работу устройств ЭВМ оказывает запыленность воздушной среды.
С целью создания нормальных условий для персонала предприятий, использующих ЭВМ, и работы оборудования установлены нормы производственного микроклимата. В таблицу 5.1 сведены оптимальные параметры воздушной среды.
Таблица 5.1 - Оптимальные параметры воздушной среды
|
Темп-ра наруж. возд.,С
|
Темп-ра внутр. возд.,С
|
Относит. влажность
|
Скорость движения м/c
|
Атмосф-е давление ГПа
|
|
|
Ниже +10
|
20-22
|
40-60
|
0,2
|
747,3-1279,3
|
|
|
Выше +10
|
20-25
|
40-60
|
0,5
|
747,3-1279,3
|
|
|
Для поддержания в помещении необходимых микроклиматических условий предусматривают отопление и вентиляцию.
Система отопления должна обеспечить достаточное, постоянное и равномерное нагревание воздуха в холодный период года, а также безопасность в отношении пожара и взрыва. Преимущественно используют водяную систему отопления: нагретая вода с помощью насосов подается в нагревательные приборы от котельной или ТЭЦ, в нагревательных приборах она отдает часть своей теплоты в помещение и снова возвращается в котельную или ТЭЦ. В целом система центрального отопления гигиенична и надежна в эксплуатации. Система вентиляции устанавливается для обеспечения норм микроклиматических параметров и чистоты воздуха. В помещении применяется общеобменная искусственная вентиляция в сочетании с местной как искусственной, так и естественной. Общеобменная вентиляция используется для обеспечения в помещениях соответствующего микроклимата; местная - для охлаждения собственно ЭВМ и вспомогательных устройств (автономная вытяжная вентиляция).
Система вентиляции представляет значительную пожарную опасность. В связи с этим при ее устройстве необходимо соблюдать определенные требования пожарной безопасности.
Рекомендуемая интенсивность вентиляции 0,3 - 0,5 кубометр свежего воздуха на 1 кв. метр пола в час.
Потребность помещения площадью S=72 кв. м. составляет
0,5 72 = 36 куб. м. /час
Для целей вентиляции достаточно применение 1 кондиционера типа БК - 2300, производительностью 500 куб. м. /час, который обеспечит также необходимую температуру воздуха в летнее время.
5.2.4 Ионизирующее излучение
Конструктор, как пользователь ЭВМ, может самостоятельно предпринять определенные меры для того, чтобы ограничить опасные излучения терминалов. Так как источник высокого напряжения компьютера - строчный трансформатор помещается в задней или боковой части терминала, уровень излучения со стороны задней панели дисплея выше, причем стенки корпуса не экранируют излучения.
Вследствие этого, пользователю рекомендуется находиться не ближе чем, на расстоянии 1,2 м от задних и боковых поверхностей терминалов.
За дисплеем нужно проводить не больше 20 часов в неделю. Удаление пользователя от экрана должно составлять не менее трех - трех с половиной диагоналей ЭЛТ (по СанПиН 2.6.1.2523-09 'Нормы радиационной безопасности' (НРБ-99/2009)).
На экран монитора устанавливают специальный фильтр, который частично поглощают магнитное поле, устраняют статическое поле. Фильтр должен быть заземлен.
Необходимо отметить то, что компьютеры с жидкокристаллическими дисплеями не создают вокруг себя ни электрических ни магнитных полей.
5.2.5 Шум, вибрация
На рабочем месте инженера-программиста действует, исходя из ГОСТ 12.1.003-83 'CCБT. Шум. Oбщиe тpeбoвaния бeзoпacнocти', постоянный шум. Шум возникает в помещении при ходьбе, передвижении стульев, открывании двери, а также создается кондиционерами и вентиляторами для охлаждения нагревающихся частей ЭВМ.
Шум является одним из наиболее распространённых в производстве вредным фактором. Действие шума не ограничивается воздействием на органы слуха, шум через нервные волокна передается в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы.
Согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 'Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки', нормальный уровень шума не должен превышать 50дБ. При уровне выше 120 дБ начинаются недопустимые условия. Сильный шум действует отрицательно не только на органы слуха, но и на весь организм в целом, в том числе и на нервную систему. Шум приводит к усилению утомляемости и резкому падению производительности труда.
Для снижения шума следует:
- ослабить шум самих источников, используя звукоизоляцию;
- снизить эффект суммарного воздействия отраженных звуковых волн;
- использовать архитектурные и технологические решения, направленные на изоляцию источников шума;
- располагать помещение вдали от источников шума и вибрации.
Основным источником шума на рабочем месте разработчика АРМ являются вентиляторы охлаждения, трансформаторы ЭВМ и кондиционеры.
Уровень шума от вентиляторов и трансформаторов не превышает 45 дБ (данные взяты из технического паспорта), уровень звуковой мощности кондиционера составляет до 30 дБ, но он работает не постоянно. Следовательно, уровень шума на рабочем месте разработчика АРМ следует считать допустимым.
5.2.6 Освещение
Данные требования описаны в санитарных нормах и правилах для работников вычислительных центров СаНПин 2.2.2.542-96. 'Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы'.
Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ЭВМ осуществляется системой общего равномерного освещения.
В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, разрешено применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк, также допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов, но с таким условием, чтобы оно не создавало бликов на поверхности экрана и не увеличивало освещенность экрана более чем на 300 лк.
В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.
Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ЭВМ. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом, ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.
Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих, способствует повышению производительности труда.
О важности вопросов производственного освещения говорит и тот факт, что условия деятельности операторов в системе 'человек - машина' связаны с явным преобладанием зрительной информации - до 90% общего объема.
Требования к рациональной освещенности производственных помещений сводятся к следующим:
- правильный выбор источников света и системы освещения;
- создание необходимого уровня освещенности рабочих поверхностей;
- ограничение слепящего действия света;
- устранение бликов, обеспечение равномерного освещения;
- ограничение или устранение колебаний светового потока во времени.
Освещенность на рабочем месте должна соответствовать зрительным условиям труда согласно гигиеническим нормам. Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 400 лк.
Равномерное освещение понимается как отношение интенсивностей наименьшего и наибольшего световых потоков. Отношение освещенностей рабочей поверхности к полной освещенности окружающего пространства не должно превышать 10: 1, так как при переводе взгляда с ярко - на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден адаптироваться, что ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.
Прямая блесткость появляется в результате наличия источника света непосредственно в поле зрения оператора, отраженная блесткость - в результате наличия внутри поля зрения отражающих ярких поверхностей. Прямую блесткость можно уменьшить, избегая ярких источников света в пределах 60 см от центра поля зрения. Отраженную блесткость можно уменьшить, используя рассеянный свет и применяя матовые поверхности вместо полированных. Для уменьшения бликов от экрана монитора, затрудняющих работу оператора, необходимо использовать экранные фильтры, повышающие контрастность изображения и уменьшающие блики, или мониторы с антибликовым покрытием.
Важной задачей является выбор вида освещения (естественное или искусственное). Применение естественного света имеет ряд недостатков:
- поступление света, как правило, только с одной стороны;
- неравномерность освещенности во времени и пространстве;
- ослепление при ярком солнечном свете и т.п.
Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные (желательно) на север и северо-восток и обеспечивать коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1,2% в зонах с устойчивым снежным покровом и не ниже 1,5% на остальной территории. Для выполнения этого условия необходимо обеспечить достаточную площадь световых проемов.
Площадь световых проемов (Sо) рассчитывается по формуле [17]:
, (5.1)
где Sn - площадь пола помещения, Sn = 72 кв. м.,
eн - нормативное значение KEO, eн = 1,2,Kз - коэффициент запаса, Kз = 1,2,з0 - световая характеристика окон, з0 = 15,Kзд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, Kзд =1,r1 - коэффициент учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря отражению света (r1 = 1.2),
ф0 - общий коэффициент светопропускания, который определяется по формуле:
ф0 = ф1 ф2 ф3 ф4 = 0,52, (5.2)
где ф1 - коэффициент светопропускания материала, ф1 = 0,8 - двойное стекло,
ф2 - потери света в переплетах ф2 = 0,65,ф3 - потери света в несущих конструкциях, ф3 = 1,ф4 - потери света в солнцезащитных устройствах, ф4 = 1,Таким образом, площадь светового проема:
(кв. м.) (5.3)
Считается, что площадь световых проемов в помещении для работы с дисплеями должна составлять 25% площади.
Применение искусственного освещения помогает избежать рассмотренных выше недостатков естественного освещения и создать оптимальный световой режим. Искусственное освещение в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения.
Для искусственного освещения следует использовать, главным образом, люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача (до 75 лм/Вт и более), малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав излучаемого света, что обеспечивает хорошую цветопередачу.
На стадии светотехнического проектирования основной задачей является расчет потребной мощности осветительной установки.
Все методы расчета искусственного освещения основаны на формулах, связывающих освещенность с характеристиками ламп.
Рассчитаем искусственную освещенность по формуле [17]:
(лк), (5.4)
где F - световой поток одной лампы, F = 672 лм,
N - число ламп, N = 21,Z - поправочный коэффициент, Z = 0,9,g - коэффициент использования осветительной установки, g = 20,K3 - коэффициент запаса, K3 = 1,4,S - площадь пола помещения, S = 72 м. кв.
Таким образом, искусственная освещенность Е = 252 лк.
5.3 Требование эргономики и технической эстетики
Эргономика и эстетика производства являются составными частями культуры производства. Для создания благоприятных условий учитываются психологические особенности и общая гигиеническая обстановка помещения. Работа ППК относится к категории А - легкие работы (затраты энергии до 150 ккал/ч).
Требования к организации и оборудованию рабочего места разработчика АРМ приведены в ГОСТ 12.2.032-78. 'Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования'.
Конструкция рабочего места обеспечивает выполнение трудовых операций в пределах зоны деятельности моторного поля. Зоны досягаемости моторного поля в вертикальных и горизонтальных плоскостях для средних размеров тела человека приведены на рисунке 5.1 Выполнение трудовых операций 'часто' и 'очень часто' обеспечивается в пределах зоны досягаемости и оптимальной зоны моторного поля, приведенных на рисунке 5.2 (зоны 1,2).
Рисунок 5.1 - Зоны досягаемости моторного поля тела человека
Рисунок 5.2 - Зоны досягаемости и оптимальные зоны моторного поля
Рабочее место разработчика АРМ представляет собой ПЭВМ IBM РС-совместимого типа. Дисплей должен отвечать следующим техническим требованиям:
- яркость свечения экрана не менее 10 кд/м;
- минимальный размер светящейся точки - не более 0,4 мм для монохромного дисплея и не более 0,6 мм - для цветного;
- контрастность изображения знака - не менее 0,8;
- частота регенерации изображения в режиме обработки текста - не менее 72 Гц;
- количество точек в строке не менее 640;
- экран должен иметь антибликовое покрытие;
- размер экрана должен быть не менее 31 см по диагонали, а высота символов на экране - не менее 3,8 мм, при этом расстояние от глаз оператора до экрана должно быть в пределах 40 - 80 см;
- монитор должен быть оборудован поворотной подставкой, позволяющей перемещать его в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах 130-200 мм и изменять угол наклона экрана на 10-15.
При работе с текстовой информацией (в режиме ввода данных, редактирования текста и чтения с экрана) наиболее оптимальным является отображение черных знаков на светлом фоне.
В нашем случае, согласно технической документации на дисплей, он удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям.
Конструкция клавиатуры должна предусматривать:
- исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;
- опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5до 15;
- высоты среднего ряда клавиш не более 30 мм;
- расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверх и влево;
- выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;
- минимальный размер клавиш - 13 мм, оптимальный - 15 мм.
Рабочий стол, на котором размещаются дисплей и персональный компьютер, должен удовлетворять требованиям СаНПин 2.2.2.542-96. 'Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы':
- ширина 800, 1000, 1200, 1400мм;
- глубина 800, 1000мм;
- высота 725мм.
Рабочий стул должен быть:
- подъемно-поворотным;
- регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки;
- полумягким.
Рабочее место соответствует предъявляемым требованиям.
Рабочий стол и имеет размеры:
- ширина 1000мм;
- глубина 800мм;
- высота 725мм.
Оптимальное положение обеспечивается за счет высоты стула. Конструкция стола обеспечивает необходимое расстояние между экраном дисплея и глазами разработчика. Для защиты глаз разработчика применяются поляризационные экраны.
Цветовое решение рабочего места соответствует требованиям технической эстетики. Взаимное расположение рабочих мест обеспечивает свободный доступ на рабочее место и возможность быстрой эвакуации при аварийной ситуации.
5.4 Общие требования безопасности перед началом, во время, по окончанию работы и в случае аварийных ситуаций
Настоящая инструкция распространяется на персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование. Инструкция содержит общие указания по безопасному применению электрооборудования в учреждении. Требования настоящей инструкции являются обязательными, отступления от нее не допускаются. К самостоятельной эксплуатации электроаппаратуры допускается только специально обученный персонал не моложе 18 лет, пригодный по состоянию здоровья и квалификации к выполнению указанных работ.
Требования безопасности перед началом работы
Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления компьютера, его работоспособности.
Требования безопасности во время работы
Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать Санитарные правила и нормы, гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы (Утверждено Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 14 июля 1996 г. N 14 СанПиН 2.2.2.542-96), и Приложение 1,2.
Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода, закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.
Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы.
Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.
Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.
Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.
Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с землей.
При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.
Требования безопасности в аварийных ситуациях
При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.
При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.
Во всех случаях поражения человека электрическим током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно, не теряя времени, приступить к оказанию первой помощи пострадавшему.
Необходимо немедленно начать производить искусственное дыхание, наиболее эффективным из которых является метод рот в рот или рот в нос, а также наружный массаж сердца.
Искусственное дыхание пораженному электрическим током производится вплоть до прибытия врача.
На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества
В помещениях запрещается:
а) зажигать огонь;
б) включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;
в) курить;
г) сушить что-либо на отопительных приборах;
д) закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре
Источниками воспламенения являются:
а) искра при разряде статического электричества
б) искры от электрооборудования
в) искры от удара и трения
г) открытое пламя
При возникновении пожароопасной ситуации или пожара персонал должен немедленно принять необходимые меры для его ликвидации, одновременно оповестить о пожаре администрацию.
Помещения с электрооборудованием должны быть оснащены огнетушителями типа ОУ-2 или ОУБ-3.
Требования безопасности по окончании работы
После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники и периферийное оборудование. В случае непрерывного производственного процесса необходимо оставить включенными только необходимое оборудование.
5.5 Выводы о безопасности и экологичности проекта
В соответствии с приведенными в нормативных документах требованиями к рабочему месту можно сделать заключение, что рассматриваемое рабочее место полностью соответствует всем нормативам.
Требования электро- и пожаробезопасности полностью соблюдены. На этажах здания, где находится рабочее помещение, имеются пожарные гидранты и схемы эвакуации людей.
Шумы и вибрации на рабочем месте не превышают допустимых норм. Шумы создаются только вентиляторами охлаждения, трансформаторами ЭВМ и кондиционером в помещении.
Концентрация вредных веществ в воздухе ничтожно мала, так как рабочее место находится далеко от промышленных объектов и крупных магистралей, а также присутствует активная вентиляция помещения (кондиционер). Два раза в день (до начала рабочего дня и по его окончании) производится влажная уборка помещения с предварительным проветриванием, поэтому концентрация естественной пыли в воздухе также мала.
Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, органы управления, средства отображения информации) соответствуют физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы.
Интенсивность энергетических воздействий от ЭВМ не превышает допустимых норм.
Заключение
В ходе выполнения дипломного проекта были решены поставленные задачи:
- изучен теоретический материал по созданию АРМ;
- проанализирована деятельность главного энергетика и выяснен набор необходимых параметров для работы АРМ;
- выбрана конфигурация оборудования и программного обеспечения;
- реализована и протестирована работа АРМ главного энергетика.
Была изучена предметная область АРМ, обоснована актуальность его разработки, были созданы функциональная схема АРМ, модели функциональных отношений при работе на АРМ, блок-схема алгоритма при работе на АРМ, мнемосхемы в виде оконных форм, формы графического представления информации в виде трендов.
Разработан дружественный интуитивно-понятный интерфейс для экранных форм, обеспечивающих главному энергетику наглядность изображений, простоту использования средств графического представления информации.
Также было разработано руководство пользователя, в котором описано назначение системы, общие понятия о системе и описание работы АРМ главного энергетика.
Приведено технико-экономическое обоснование целесообразности разработки и рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.
АРМ удовлетворяет предъявляемым требованиям:
- получение данных электроснабжения;
- визуализация данных;
- занесение полученных данных в архив данных;
- сообщение об алармах.
Список использованных источников
1. Автоматизированная система оперативно-диспетчерского контроля и управления оборудованием и агрегатами: техн. задание/ Мышляев Л.П. - Новокузнецк: ООО 'Научно-исследовательский центр систем управления', 2002. - 59с.
2. ТЭО строительства обогатительной фабрики ОАО 'Шахта Заречная': офиц. текст - 2002. - 6с.
3. АРМ энергетика [Электронный ресурс]. URL: http://www.avtomatika. by/view_production. php? id=1 (дата обращения 2.03.2011).
4. Программное обеспечение служб эксплуатации [Электронный ресурс]. URL: http://indikator. spb.ru/indik_progobespech.html (дата обращения 2.03.2011).
5. Системы плавного пуска [Электронный ресурс]. URL: http://www.ekra.ru/production/plavnpusk (дата обращения 2.03.2011).
6. Сервера на платформе Windows [Электронный ресурс]. URL: http://www.hostcomp.ru/windows_server.html (дата обращения 25.02.2011).
7. Scada система Intouch компании Wonderware [Электронный ресурс]. URL: http://www.intouch.ru/catalog/intouch. shtm (дата обращения 25.02.2011).
8. Руководство по общей концепции InTouch® HMI - 58с.
9. Реализация трендов в системах Citect и InTouch [Электронный ресурс]. URL: http://www.superheater.ru/index. php (дата обращения 15.03.2011).
10. Wonderware® FactorySuite™. Справочное руководство по InTouch: руководство пользователя/ Корпорация Wonderware // пер. с англ. версии В. - 1998. - 251с.
11. Андреев, Е.Б. SCADA-системы: взгляд изнутри/ Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко. - М: РТСофт, 2004. - 176с.
12. InTouch HMI. Руководство по разработке скриптов и логике - 186с.
13. Ethernet [Электронный ресурс]. URL: http://ru. wikipedia.org/wiki/Ethernet (дата обращения 25.02.2011).
14. Wonderware® FactorySuite™. Руководство администратора системы/ Корпорация Wonderware // пер. с англ. версии С. - 1998. - 300с.
15. Автоматизированные комплексы распределенного управления: учеб. методич. пособие/ Д.А. Рождественский. - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. - 150с.
16. Автоматизированные комплексы распределенного управления: учебное пособие/ Д.А. Рождественский. - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2002. - 124с.
17. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для дипломников/ Г.В. Смирнов, Л.И. Кодолова. - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. - 102-109с.
18. ГОСТ 12.0.003.74. 'Опасные и вредные производственные факторы. Классификация'
19. СанПиН 2.2.2.542-96 'Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы'
20. ГОСТ 12.1.019-79. 'ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты'.
21. ГОСТ 12.1.030-81. 'ССБТ. Защитное заземление. Зануление'.
22. ГОСТ 12.1.004-85. 'ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования'
23. СНиП 2.01.02-85. 'Противопожарные нормы и правила'.
24. ГОСТ 12.1.005-88 'ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны'
25. СанПиН 2.6.1.2523-09 'Нормы радиационной безопасности' (НРБ-99/2009)
26. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 'Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки'
27. ГОСТ 12.1.003-83 'CCБT. Шум. Общие требования безопасности'
28. ГОСТ 12.2.032-78. 'Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования'
29. Преддипломная практика, подготовка и защита выпускной квалификационной работы (для студентов специальности 220201-Управление и информатика в технических системах): учеб. методич. пособие/ Ю.А. Шурыгин, В.П. Коцубинский, Н.Ю. Хабибулина. - Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2010. - 260с.
30. Должностная инструкция главного энергетика управления по обогащению: офиц. текст - 2009. - 6с.
31. Человеко-машинный интерфейс InTouch. Руководство по управлению и расширению приложений - 218с.
Приложение В
СКРИПТЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ОКНА 'ТРЕНД'
Параметры главного корпуса:
Для отображения тренда тока фазы В фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Ib. Name;
NameF='Ток фазы В, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы C фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Ic. Name;
NameF='Ток фазы C, А';
HTSetPenName ('Htrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения АВ фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Uab. Name;
NameF='Напряжение АВ, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения BC фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Ubc. Name;
NameF='Напряжение ВС, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения CA фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Uca. Name;
NameF='Напряжение СА, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии токов фаз фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Ni. Name;
NameF='Несимметрия токов фаз, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии напряжений фаз фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Nu. Name;
NameF='Несимметрия напряжений фаз, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда активной мощности фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Pa. Name;
NameF='Активная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда реактивной мощности фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_Pr. Name;
NameF='Реактивная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда частоты фидера 6-7:
Ind. Name=F67_32_F. Name;
NameF='Частота, Гц';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы А фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Ia. Name;
NameF='Ток фазы А, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы В фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Ib. Name;
NameF='Ток фазы B, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы C фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Ic. Name;
NameF='Ток фазы C, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения АВ фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Uab. Name;
NameF='Напряжение АВ, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения BC фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Ubc. Name;
NameF='Напряжение BC, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения CA фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Uca. Name;
NameF='Напряжение CA, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии токов фаз фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Ni. Name;
NameF='Несимметрия токов, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии напряжений фаз фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Nu. Name;
NameF='Несимметрия напряжений фаз, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда активной мощности фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Pa. Name;
NameF='Активная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда реактивной мощности фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_Pr. Name;
NameF='Рективная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда частоты фидера 6-8:
Ind. Name=F68_31_F. Name;
NameF='Частота, Гц';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Параметры углеподготовки:
Для отображения тренда тока фазы А фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Ia. Name;
NameF='Ток фазы А, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы В фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Ib. Name;
NameF='Ток фазы B, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда тока фазы C фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Ic. Name;
NameF='Ток фазы C, А';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения АВ фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Uab. Name;
NameF='Напряжение АВ, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения BC фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Ubc. Name;
NameF='Напряжение BC, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда напряжения CA фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Uca. Name;
NameF='Напряжение CA, В';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии токов фаз фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Ni. Name;
NameF='Несимметрия токов фаз, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда несимметрии напряжений фаз фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Nu. Name;
NameF='Несимметрия напряжений фаз, %';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда активной мощности фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Pa. Name;
NameF='Активная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда реактивной мощности фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_Pr. Name;
NameF='Реактивная мощность, кВт';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Для отображения тренда частоты фидера 6-8:
Ind. Name=F68_09_F. Name;
NameF='Частота, Гц';
HTSetPenName ('HTrend', 1, Ind. Name);
Show 'Тренд';
Приложение Г
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
1. Назначение системы
Автоматизированное рабочее место (АРМ) главного энергетика предназначено для облегчения работы главного энергетика, получения необходимой информации в любое время.
2. Общие понятия о системе.
АРМ главного энергетика позволит:
- упростить получение информации главному энергетику предприятия (данные со всех объектах электроснабжения можно просматривать и анализировать на своем рабочем месте);
- повысить степень автоматизации и функциональной возможности системы (учет потребленной энергии предприятием, анализ и контроль параметров системы).
Информационные функции, выполняемые системой:
1) отображение информации о текущем состоянии параметров системы электроснабжения главного корпуса и здания углеподготовки;
2) регистрация параметров системы для их анализа.
В качестве среды разработки данного АРМ использовались:
- платформа Windows;
- SCADA-система InTouch компании Wonderware FactorySuite;
- сеть Ethernet;
- протокол DDE.
Взаимодействие главного энергетика с программно-аппаратными средствами SCADA-системы при контроле за параметрами электроснабжения предприятия осуществляется посредством только монитора компьютера на рабочем месте главного энергетика.
3. Монитор компьютера на рабочем месте главного энергетика
Используется как средство отображения информации о состоянии системы электроснабжения.
На мониторе средствами SCADA-системы представляется отображение параметров системы электроснабжения главного корпуса и углеподготовки.
3.1 Отображение информации о текущем состоянии параметров электроснабжения
3.1.1 Окно АРМ главного энергетика
В левой части окна АРМ главного энегетика расположены 3 кнопки для перехода в окна главного корпуса, углеподготовки и алармов.
При нажатии на кнопку 'Главный корпус' в окне АРМ главного энегетика откроется окно отображения информации о параметрах системы электроснабжения главного корпуса (окно Главный корпус). При нажатии на кнопку 'Углеподготовка' в окне АРМ главного энегетика откроется окно отображения информации о параметрах системы электроснабжения здания углеподготовки (окно Углеподготовка). При нажатии на кнопку 'Alarm' откроется окно алармов. Вид окна АРМ главного энегетика представлен на рисунке Г.1.
Рисунок Г.1 - Вид окна АРМ главного энергетика
3.1.2 Окно Главный корпус
В данном окне представлена информация о параметрах фидеров 6-7 и 6-8, а также сообщения о состоянии системы, которые при подтверждении, меняют цвет с серого на черный или на красный (рисунок Г.2). Также в окне главного корпуса идет ссылка на окна УЗО Фидер 6-7 и УЗО Фидер 6-8 - это кнопки для фидеров 6-7 и 6-8. Для вызова окна Тренд необходимо поместить курсор на значение необходимого параметра, который расположен на мнемосхеме, и щелкнуть левой клавишей 'мыши'.
Рисунок Г.2 - Сообщения о состоянии системы для здания главного корпуса
3.1.3 Окно Углеподготовка
В данном окне представлена информация о параметрах фидера 6-8, а также сообщения о состоянии системы, которые при подтверждении, меняют цвет с серого на черный или на красный. Также, как и в окне Главный корпус, при нажатии на значение параметра фидера 6-8 откроется окно Тренд с графиком выбранного параметра.
Рисунок Г.3 - Сообщения о состоянии системы для здания углеподготовки
3.1.4 Окна УЗО Фидер 6-7 и УЗО Фидер 6-8
В окнах УЗО Фидер 6-7 и УЗО Фидер 6-8 слева отображаются сообщения о состоянии системы, которые при подтверждении меняют цвет с серого на черный, и рядом начинает мигать красный кружок. Справа отображается информация о параметрах УЗО Фидеров 6-7 и 6-8. В данных окнах нет ссылки на окно Тренд. Вид данного окна приведен на рисунке Г.4.
Рисунок Г.4 - Вид окна Тренд
3.1.5 Окно Alarm
Данное окно предназначено для просмотра критических значений показателей электроснабжения предприятия. Сообщения об аларме имеют красный цвет. Вид данного окна приведен на рисунке Г.5
Рисунок Г.5 - Вид окна Alarm
Существуют две кнопки и для подтверждения просмотра аларма зданий углеподготовки и главного корпуса. При подтверждении аларма сообщение меняет цвет на черный.
3.1.6. Окно Тренд
В окне Тренд можно просматривать тренды как реального времени, так и архивные. Их можно выбрать нажав кнопку 'Реального времени' или 'Архивный' (рисунок Г.6).
Рисунок Г.6 - Кнопки выбора типов тренда
В режиме реального времени график тренда движется справа налево. Значение параметра отображается рядом с графиком. Диапазон времени 8 минут. Вид окна при работе тренда реального времени приведен на рисунке Г.7.
Рисунок Г.7 - Тренд реального времени
В режиме архивного тренда можно выбирать диапазон времени: 1 час, 12 часов или 48 часов . С помощью кнопок можно листать отображение тренда на заданный диапазон назад или вперед. Кнопка обновляет текущее время. Кнопки увеличивают или уменьшают масштаб изображения. Также можно выбрать определенную область на тренде с помощью специальных слайдеров и увеличить ее при помощи кнопки . Используя бегунок можно двигать изображение тренда на диапазон времени, который выбран с помощью кнопок масштаба. Кнопки и позволяют пошагово двигать слайдеры. Вид окна при работе архивного тренда приведен на рисунке Г.8.
Рисунок Г.8 - Архивный тренд
