Управление процессом ОС со свободно перемещаемыми окнами

Графический интерфейс пользователя (GUI)

Готовый пользовательский интерфейс операторской системы имеет все типовые функции системы управления: текстовые компоненты на нескольких языках, понятную структуру, эргономичность. Операторы могут легко управлять технологическим процессом, быстро переходя к различным частям мнемосхемы процесса. Менеджер иерархии экранов создает иерархическую структуру видеокадров и позволяет перемещаться в пределах этой структуры и напрямую выбирать для просмотра кадры процесса более низкого уровня иерархии. Текущее положение внутри иерархии всегда можно увидеть в окне перемещения по иерархии.

Обращение к кадрам процесса и тегам процесса может также производиться по их имени или посредством функции обратного перехода к источнику сигнала "Loop in Alarm", вызываемой из выбранного сообщения. Интерфейс позволяет изменять язык отображения текстовых элементов без остановки среды исполнения.

Для технологического представления процесса существует стандартное представление и серверное представление, каждое со своей сконфигурированной областью обзора. Для обоих типов отображений доступны следующие функции:

• строка сообщений для отображения последнего поступившего сообщения, настраиваемая на первоочередное отображение сообщений с высшим классом сообщения или высшим приоритетом;
• дата, время и имя зарегистрированного оператора;
• область обзора; количество отображаемых областей зависит от разрешения: от 36 (наименьшее/XGA), до 144 (наибольшее/WQXGA);
• рабочая область для отображения мнемосхем процесса и перемещаемых окон для лицевых панелей, графиков, сообщений и т.д.;
• системные функциональные клавиши.

Редактор проекта системы операторского управления предлагает широкий диапазон различных форматов изображений и разрешений для графического представления технологического процесса:

Их использование зависит от параметров видеоадаптера и мониторов.

Системное ПО операторской станции предоставляет наглядное функциональное отображение хода процесса, выполненное в высококачественном современном дизайне. Общий внешний вид (цветовая палитра, цвета, стиль, оптические эффекты - 2D/3D, затенение, прозрачность, цветовая идентификация выбранного объекта - и т.д.) можно настроить, используя готовый или созданный в соответствии с требованиями пользователя дизайн. Эти централизованно установленные настройки дизайна могут быть локально изменены для каждого объекта изображения. Кроме того, на дизайн можно существенно влиять с помощью множества привлекающих внимание элементов, предоставленных в системе разработки для проектирования ОС:

• палитры объекта со стилями, элементы управления (приложения для управления и контроля, например, для отображения сообщений и графиков), стандартные объекты и объекты типа smart;
• глобальная библиотека символов (изображений) со стандартизированными изображениями объектов для установок и агрегатов;
• символы и лицевые панели из библиотек SIMATIC PCS 7, в особенности из расширенной библиотеки процессов (Advanced Process Library, APL).

Элемент TrendControl для отображения таблиц и трендов

Окно графика на операторской станции

Элементы Trend Control предоставляют оператору отображение архивных значений переменных процесса, онлайн-значений переменных процесса как график функции от времени (в окне таблиц или трендов) или относительно другой величины (в окне функций). Время может быть определено статически или динамически (относительно текущего системного времени) как:

• начальный и конечный момент времени;
• начальный момент времени и временной интервал;
• начальный момент времени и количество измерений.

Все элементы Trend Control снабжены функциями листания и возможностью непосредственного выбора границ отображения.

В ходе эксплуатации оператор может индивидуально подстраивать определенные при проектировании элементы Trend Control и сохранять эти настройки как глобально, так и только для конкретного пользователя. Во время работы оператор может изменять настройки связи с данными и получать их из другого источника. При этом у него есть возможность во время работы просматривать данные, выгруженные в долговременный архив.

Отображенные данные могут быть обработаны путем:

• экспорта в CSV-файл;
• вывода на печать через заранее определенное задание.

Элементы Trend Control могут использоваться в сочетании с окном линеек. Оно предоставляет дополнительную информацию трех видов в зависимости от выбора момента или интервала времени с помощью линейки в окне графиков или таблиц:

• координатное окно с координатами X и Y точки графика на пересечении с линейкой;
• окно области статистики со значениями из выбранного диапазона;
• окно статистики со статистической информацией для выбранного диапазона: минимум, максимум, среднее значение, среднеквадратичное отклонение, интеграл.

AlarmControl для отображения и обработки сообщений

На одиночной ОС-станции или ОС-сервере может быть сконфигурировано до 200 000 сообщений:

• готовые системные сообщения, запускаемые по событиям в системе;
• индивидуальные или групповые сообщения, инициируемые изменениями состояния процесса
• операторские сообщения, запускаемые действиями оператора по ручному управлению.

Система сообщений операторской станции регистрирует сообщения процесса и локальные события, сохраняет их в архивах сообщений и отображает их с помощью свободно конфигурируемого элемента AlarmControl (окно сообщений). Операторы могут использовать панель инструментов для выбора различных стандартизованных списков со встроенной функцией пролистывания:

• список поступивших сообщений: стоящие в настоящее время в очереди неквитированные сообщения;
• список квитированных сообщений: стоящие в настоящее время в очереди квитированные сообщения;
• список ушедших сообщений: неквитированные, но уже ушедшие сообщения;
• операторский список: текущие и архивированные операторские сообщения;
• список системы управления процессом: текущие и архивированные сообщения системы управления;
• хронологический список: все стоящие в настоящее время в очереди и архивированные сообщения в хронологическом порядке;
• список вручную или автоматически маскируемых сообщений;
• список сообщений, подлежащих маскировке при их появлении.

AlarmControl отображает:

• каждое сообщение в отдельной строке сообщений;
• состояние сообщения и цветовое обозначение в соответствии с классом сообщений (напр., неисправность, подлежащая квитированию) и видом сообщений (напр., сигнал опасности или предупреждение);
• выбранные блоки сообщений, каждый в отдельном столбце:
  • системные блоки: такие системные данные, как дата и время, приоритет, источник (CPU или станция), имя пользователя, Loop in Alarm - переход к источнику сигнала, состояние сообщения (приходящее/уходящее), состояние квитирования (квитировано/еще не квитировано, интервал времени от прибытия до ухода или квитирования);
  • блоки параметров процесса: текущее значение параметра процесса на момент сообщения, напр., температура;
  • блоки текстов пользователя: текст длиной до 255 символов, напр., с указанием места и причины неисправности;
• статус и информационный текст, представленные в символьном виде.

Параллельно с отображением все сообщения, зарегистрированные во время работы, и изменения их состояний могут быть задокументированы в хронологическом порядке в виде протокола последовательности сообщений

Гибкие возможности настройки звуковых сигналов и приоритеты, определяемые с использованием сигнальных переменных, позволяют реализовать звуковое сопровождение с помощью звуковой карты ПК или путем управления внешними устройствами звуковой сигнализации через сигнальный модуль.

Фильтруя, отбирая или сортируя отображение по содержанию отдельных блоков сообщений, напр., хронологически в соответствии с приоритетом сообщения или местом неисправности, оператор может во время работы индивидуально настраивать элемент AlarmControl и сохранять эти настройки как глобально, так и только для конкретного пользователя. При этом у него есть возможность во время работы просматривать сообщения, выгруженные в долговременный архив.

Отображенные данные могут быть обработаны путем:

• экспорта в CSV-файл;
• вывода на печать через заранее определенное задание.

После перебоя питания последние сообщения (напр., 60) могут быть снова загружены из архива в окно сообщений. Благодаря этому после повторного запуска реконструируется отображение сообщений перед отключением питания.

При большом количестве объектов с большим количеством сообщений существенной разгрузке оперативного персонала путем сокращения числа имеющих значение сообщений и улучшения прозрачности могут способствовать следующие мероприятия:

• визуальная и акустическая маскировка сообщений, которые при определенных состояниях установки имеют второстепенное значение для надежной и безаварийной эксплуатации установки, напр., рабочих сообщений (на протоколирование и архивирование это не влияет):
  • динамическое, т.е. заранее сконфигурированное, для максимум 32 рабочих состояний (Smart Alarm Hiding –интеллектуальное маскирование сигналов);
  • ручное, на ограниченный срок;
• назначение приоритетов (до 16 приоритетов для сообщений) в качестве дополнительного атрибута к известным классам сообщений;
• оператор может заблокировать сообщения (аварийные сигналы), инициируемые отдельными тегами процесса или всеми тегами процесса, связанными с отдельным индикатором или частью установки, например, в случае неисправности датчика/ исполнительного механизма или во время запуска системы. Блокировка и разблокировка сообщений регистрируется в протоколе действиях оператора

Функции "Контур аварии" (Loop-in alarm) и "Выбор кадра по тегу процесса" (Select display using process tag) поволяют быстро проанализировать возникшую ошибку и устранить ее. С помощью функции "Контур аварии" оператор может непосредственно перейти к кадру процесса, в котором произошла ошибка, а затем, щелкнув по выделенной цветом аварийной точке измерения, вызвать соответствующую панель управления. Панель управления можно зафиксировать на экране с помощью кнопки с тем, чтобы она оставалась видимой даже при смене кадра.

Активные сообщения отображаются в виде групповых индикаторов, которые представляют собой предвари- тельно сконфигурированные блочные пиктограммы, построенные на основе деления сигналов на группы. Групповые индикаторы также показывают, заблокировано сообщение или нет.

Последнее пришедшее сообщение или сообщение с наивысшим приоритетом (при использовании приоритетов) отображается в крайней верхней части на обзорном экране установки. С помощью кнопки "Extended message line" (Развернутая строка сообщений) можно отобразить на экране окно с функцией Alarm Control, в котором будут показаны все поступившие сообщения. С помощью кнопки может быть также вызван и список актуальных сообщений высшего приоритета 16.

Окно сообщений на операторской станции

Система отчетов и протоколов

В то время как система отчетов предназначена для того, чтобы в ходе проектирования документировать разрабатываемый проект, система протоколирования служит для того, чтобы наглядно распечатывать данные, полученные во время эксплуатации. Для этого имеются в распоряжении различные заранее определенные типы протоколов:

• протокол последовательности сообщений;
• протокол сообщений и архивов;
• протокол измеренных значений;
• протокол действий оператора;
• протокол системных сообщений;
• протокол пользователя.

Но с помощью редактора макетов страниц эти макеты можно создавать заново или индивидуально приспосабливать готовые протоколы. При этом подлежащие распечатке объекты протоколирования просто выбираются из ассортимента объектов редактора, нужным образом размещаются и конфигурируются.

Объекты протоколирования делятся на следующие категории:

• объекты протоколирования операторской станции, например:
  • статические объекты (круг, прямоугольник и т.д.);
  • динамические объекты, которые получают текущие значения при выводе на печать;
  • системные объекты (дата/время, имя проекта и т.д.);
  • специальные исполняемые объекты протоколирования.
• объекты протоколирования, характерные для ОС, например:
  • управляемые объекты (окна сообщений, таблиц, трендов, функций и данных пользователя);
  • текущие значения переменных процесса;
  • содержание архивов пользователя;
  • встроенный макет;
  • твердая копия.
• объекты протоколирования для интеграции внешних данных других производителей, напр.:
  • CSV-провайдер (CSV-данные в форме таблиц или графиков);
  • ODBC источник данных (поле как текст или таблица);
  • COM-провайдер (COM-объекты в виде текста, таблицы или изображения).

Текущие данные протокола, определенные в макете страницы, выводятся на принтер посредством заранее определенного или автоматически генерирующегося задания на печать. Перед выводом на принтер протоколы могут быть сохранены в формате EMF и отображены на экране для предварительного просмотра. Задание на печать может быть запущено вручную, по времени или по событию. Оператор может опрашивать состояние заданий на печать в режиме онлайн.

Архивирование данных

Высокопроизводительная встроенная система архивирования, которая может конфигурироваться в режиме исполнения, при помощи стандартного программного обеспечения ОС на одиночных ОС-станциях и ОС-серверах сохраняет значения параметров процесса (типичный период от 1 до 4 недель) и сообщения/события (сигналы опасности) в циклических архивах (типичный период 2 месяца). Периоды характерны для кратковременного архивирования. Данные из циклических архивов могут быть выгружены по временно управляемому или событийно управляемому условию на Process Historian для долговременного архивирования. Для дополнительной информации смотреть раздел "OS долговременное архивирование".

Централизованное управление пользователями, управление доступом и электронная подпись

Встроенный пакет SIMATIC Logon предоставляет возможности централизованного администрирования пользователей и управления доступом. Этот программный компонент используется для выполнения требований аттестации в соответствии со стандартом 21 CFR Part 11. С его помощью администратор может разделить пользователей на группы и присвоить им различно определенные права доступа (роли). Эти конкретные права оператор получает при авторизации в системе контроля доступа. В качестве регистрационного устройства может использоваться не только клавиатура, но и дополнительный считыватель чип-карт. Кроме того, SIMATIC Logon предоставляет также функцию электронной подписи (electronic signature).

SIMATIC Logon полностью интегрирован в SIMATIC PCS 7 и не требует дополнительного лицензирования. Для получения дополнительной информации о SIMATIC Logon, а также о данных заказа для дополнительного считывателя чип-карт смотрите главу "Компоненты расширения, Считыватель чип-карт доступа" в разделе "Базовые платформы для ES/OS/BATCH/IT".

Мониторинг работоспособности

С помощью функции “Sign-of-life monitoring” (Мониторинга работоспособности) оператор может контролировать правильность функционирования систем нижележащего уровня, подключенных к системной шине. Графический экран со структурой установки показывает состояние каждого контролируемого компонента. Дополнительные функции контроля работоспособности обеспечиваются станцией подсистемы диагностики и управления обслуживанием SIMATIC PCS7 Maintenance Station (смотреть раздел "Контроль оборудования, Станция обслуживания").

Синхронизация времени

TC400 центральный синхронизатор

Используя генератор импульсов SICLOCK, операторская система может выполнять синхронизацию времени в пределах всей системы управления процессом SIMATIC PCS7 на базе UTC (Универсального координированного времени). Эта функция обеспечивает особые преимущества в случае управления территориально распределенными установками, расположенными в различных временных зонах, например, протяженными трубопроводами.