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

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

Мнемосхемы эффективно используют в случаях, когда:

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

Технологическая схема объекта может оперативно изменяться в процессе работы.

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 7.12 -Варианты мнемосимволов параметров энергоблока:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для оценки мнемосхем используются:

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

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

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

ПО ведения мнемосхемы и электронного журнала энергетического объекта

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

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

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

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

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

ПО ведения мнемосхемы

Основные возможности:

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

Сервисные функции журнала

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

Сервисные функции схемы

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

Выполняемые организационныые и технологические задачи:

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

Виды записей в журнале

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

Квитирование телесигналов и сообщений о превышении значений установок.

Проверочные действия, результаты обходов и осмотров.

Переговоры между оперативным персоналом, распоряжения.

Расстановка и учет выездных и ремонтных бригад по пунктам назначения.

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

• Пометка мест аварии.

Редактор оперативных задач

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

ПО позволяет:

Cоставление оперативных задач посредством выполнения операций на электронном макете энергообъекта.

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

включение заземляющих ножей под напряжением;

отключение разъединителей под нагрузкой;

контроль оперативной блокировки;

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

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

Быстрый доступ и переключение между активными задачами.

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

Возможность просмотра мнемосхем энергообъектов.

Возможность печати оперативной задачи в виде бланка переключений стандартной формы.

Составление обычных бланков переключений и работа с ними.

Подготовка и хранение базы данных типовых бланков переключений.

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

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

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

Дополнительные журналы в составе ДИС

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

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

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

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

Форма журнала изменения источников питания

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

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

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

Форма журнала технологических нарушений

Форма записи журнала технологических нарушений

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

Форма журнала заявок потребителей

Форма записи журнала заявок потребителей

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

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

Модуль позволяет переносить сроки устранения дефекта.

Форма журнала дефектов

Форма записи журнала дефектов

Безопасность и юридические аспекты

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

Подключение телесигнализации / телеуправления

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

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

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

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

Элемент эргономического процесса.

Графическая модель, отображающая динамически изменяющуюся функциональную-техническую схему управляемого оператором объекта. Это - разные типы дисплеев, приборов.

Психологический словарь . И.М. Кондаков . 2000 .

МНЕМОСХЕМА

(англ. mnemoschema ) - графическая , условно отображающая функционально-техническую схему управляемого объекта и информацию о его состоянии в объеме, необходимом для выполнения оператором возложенных на него функций. М. реализуются с помощью разных типов средств отображения информации (дисплеи, стрелочные и цифровые индикаторы , проекционная техника и т. д.) и их комплексов. Широко используются на диспетчерских пунктах управления энергетическими объектами и системами, пунктах управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.

К М. предъявляются след. требования. М. должна содержать только те элементы, которые необходимы оператору для контроля и управления объектом. Отдельные элементы или группы элементов, наиболее существенные для контроля и управления объектом, на М. должны выделяться размерами, формой, цветом или др. способами. Допускается выделение составных частей управляемого объекта, имеющих автономное управление. При компоновке М. должно быть обеспечено пространственное соответствие между расположением элементов на М. и расположением органов управления на пульте управления . Допускается размещение на поле М. приборов контроля и органов управления, которые при этом не должны закрывать от оператора др. элементы М. При компоновке должны учитываться привычные ассоциации оператора. Соединительные линии на М. должны быть сплошными, простой конфигурации, минимальной длины и иметь наименьшее число пересечений. Следует избегать большого числа параллельных линий, расположенных рядом. Форма и размеры панелей М. должны обеспечивать оператору однозначное зрительное восприятие всех необходимых ему информационных элементов.

Большой психологический словарь. - М.: Прайм-ЕВРОЗНАК . Под ред. Б.Г. Мещерякова, акад. В.П. Зинченко . 2003 .

Смотреть что такое "мнемосхема" в других словарях:

мнемосхема - мнемосхема … Орфографический словарь-справочник

мнемосхема - Средство отображения информации, предназначенное для мнемонического представления структуры и динамики состояния объекта. [ГОСТ 27833 88] мнемосхема Условное изображение объектов, их состояний, процессов, явлений. [ГОСТ 25066 91] Тематики… … Справочник технического переводчика

Настоящий руководящий материал заменяет руководящий материал РМ 4-65-68 «Чертежи мнемонических схем на щитах и пультах управления. Указания по оформлению». В нем излагаются основные правила выполнения чертежей мнемосхем систем контроля и управления. В материале не рассматривается задача определения целесообразности применения мнемосхем, выявления необходимого вида мнемосхемы и другие задачи, решаемые проектировщиками при разработке функциональных схем систем контроля и управления.

Поскольку выполнение мнемосхем относится к одной из задач художественного конструирования, при решении которых необходим учет специфических требований технической эстетики и инженерной психологии, этот материал нельзя рассматривать как документ, жестко регламентирующий конструирование мнемосхем. Он является пособием для проектирования и его рекомендации необходимо учитывать совместно с другими требованиями, имеющими место при проектировании каждой конкретной системы контроля и управления.

1. ВВЕДЕНИЕ

В режиме неавтоматического управления объектом оператор следит за отклонениями параметров от заданных значений. Эти отклонения можно рассматривать как выходные величины, изменяющиеся вследствие изменения входных возмущающих воздействий. Воздействуя на причину отклонения, если это возможно, или на другую входную величину, изменение которой может компенсировать причину отклонения (возмущающее воздействие), оператор управляет объектом.

Из вышеизложенного следует, что оператору в процессе управления необходимо выявлять причинно-следственные взаимосвязи для выбора тех органов управления, которые позволят наиболее успешно ликвидировать нежелательные отклонения. Поскольку аналогичные отклонения одного и того же параметра могут вызываться разными причинами - возмущениями, воздействующими по разным каналам - входам, то выявление необходимых органов управления является сложной задачей. Одним из способов помощи оператору в выявлении необходимых ему причинно-следственных взаимосвязей является применение мнемонических схем.

Мнемосхемы являются графическими изображениями управляемых технологических объектов и, как правило, должны конструироваться с учетом требований технической эстетики и инженерной психологии. По этой причине в особо ответственных случаях, например, при проектировании мнемосхем для типовых объектов, в их разработке должны принимать участие специалисты по художественному конструированию (дизайнеры). С основами художественного конструирования и эргономики можно ознакомиться по следующей литературе:

1. Иоганек Т. и др. Техническая эстетика и культура изделий. М., 1969;

2. Сомов Ю.С. Композиция в технике. М., 1972;

3. Сидоров О.А. Физиологические факторы человека, определяющие компоновку поста управления машиной. М.,1962.

Приложенный к данному материалу пример мнемосхемы предназначен только для демонстраций применения рекомендаций данного материала при разработке мнемосхем. Типы и модификации комплектующих изделий, примененных в примере, не следует рассматривать как рекомендуемые. Их использование в примере не означает, что именно этим изделиям следует отдавать предпочтение при конструировании мнемосхем.

2. РОЛЬ МНЕМОСХЕМЫ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ

Логика, лежащая в основе мероприятий, применяемых оператором для ликвидации анормальных отклонений хода технологического процесса, во многом аналогична логике работы мастера, ремонтирующего сложные электрические и другие промышленные аппараты и системы. Знание и понимание технологической схемы управляемого (или ремонтируемого) объекта является необходимой предпосылкой успешной работы как оператора, так и ремонтника. Именно по этой причине для объектов со сложной, труднозапоминаемой или оперативно изменяемой технологической схемой иногда бывает целесообразно размещать на щите (или пульте) управления условное упрощенное графическое изображение управляемого технологического объекта, то-есть применять мнемосхему.

3. НЕКОТОРЫЕ ПРАВИЛА КОНСТРУИРОВАНИЯ МНЕМОСХЕМ

О необходимости учета требований технической эстетики и инженерной психологии при разработке мнемосхем указывалось во введении данного материала. Из вышеизложенного следует, что, по крайней мере в сложных случаях, в создании мнемосхем должен участвовать специалист по художественному конструированию. В более простых случаях разработку мнемосхем достаточно выполнять, руководствуясь нижеследующими правилами, соблюдение которых, обычно, дает приемлемые результаты:

а) на мнемосхеме не должны показываться второстепенные элементы технологического процесса, отвлекающие внимание оператора и затрудняющие поиск нужных ему органов информации и управления;

б) мнемосхема должна давать оператору возможность быстрой общей оценки хода процесса. Поэтому на ней должны быть отражены все основные контуры управления, однако степень детализации не должна быть чрезмерной, затрудняющей оценку течения процесса;

в) изображение схемы процесса должно быть не только красивым, но и достаточно компактным, обозримым;

г) плотность размещения символов на поле мнемосхемы не должна быть чрезмерной. Она должна позволять вносить необходимые изменения в дальнейшем, если будет модифицирована технология производства (схема процесса);

д) направление основного технологического потока на мнемосхеме, как правило, должно приниматься в соответствии с общепринятым направлением письма и чтения: слева направо;

е) символы технологических аппаратов, относящиеся к одному и тому же производственному участку, должны изображаться на поле мнемосхемы вблизи друг друга общей группой. В пределах таких групп символы следует размещать приблизительно равномерно. Такие группы следует выделять обособлением их друг от друга;

ж) символы технологических аппаратов необходимо размещать на поле мнемосхемы таким образом, чтобы свести к минимуму число пересечений линий мнемосхемы;

з) линии технологических потоков между символами аппаратов следует проводить по кратчайшему пути, но соблюдая требования п. ж;

и) на линиях технологических потоков через удобные для оператора интервалы, как правило около аппаратов, следует размещать стрелки «направление потока»;

к) все линии технологических потоков, не оканчивающиеся символами, должны оканчиваться стрелкой «направление потока» и, если это необходимо, поясняющей надписью».

4. СИМВОЛЫ

Символы мнемосхем представляют собой упрощенные изображения технологических аппаратов и других устройств, показываемых на мнемосхеме. Символы технологических аппаратов, как правило, должны быть приблизительно подобны соответствующим аппаратам.

Соблюдение какого-либо одного для всей мнемосхемы масштабного соотношения между фактическими размерами технологических аппаратов и им соответствующих символов, как правило, нецелесообразно.

Размеры (величины) символов должны приниматься с учетом дистанции чтения мнемосхемы оператором. Символами больших размеров следует изображать более ответственные аппараты (если размеры поля мнемосхемы это позволяют), что также необходимо при размещении в символах органов контроля, сигнализации и управления.

Минимально допустимые размеры символов с точки зрения их различимости оператором с расстояния l , определяется следующей формулой:

где S - размер символа;

l - расстояние до символа по линии взора (в тех же единицах измерения, что и S );

a - угол зрения (угловой размер) в угловых минутах (").

Для символов несложной формы (внутри и снаружи контура символа имеются несложные детали) a = 21" ? 1" при нормальных условиях освещения.

Для символов сложной формы величину a следует принимать равной 35", для наименьших его деталей - ? = 6". Вышеприведенные цифры являются минимальными. Оптимальная величина символа, обеспечивающая наиболее быстрое считывание, соответствует? =40" Размеры символов применяемых при разработке чертежей мнемосхем, следует проверять на их различимость с заданной дистанции чтения по графику приложение 1, построенному по формуле (1).

Плотность символов на мнемосхеме, то есть расстояние между соседними символами в угловых величинах, должна быть не менее 40". Символы разных технологических линий должны разноситься на большие расстояния.

Накладные символы, как правило, следует изготавливать из листового дюралюминия толщиной 1 - 2 мм. По договоренности с заводом-изготовителем мнемосхем символы и линии могут быть выполнены и из других материалов, например из пластических масс.

Линии технологических потоков, а также импульсные и командные линии приборов и регуляторов, должны изображаться накладными полосами из дюралюминия. Ширину полос целесообразно принимать из ряда 4, 6, 8, 10 и 12 мм, причем линии технологических потоков должны быть не менее чем в два раза шире импульсных и командных линий. Линии тоньше (уже) 4 мм следует наносить краской (крашеные линии). По усмотрению проектировщика, некоторые символы могут приниматься по альбому «Символы элементов мнемосхем щитов и пультов управления» (обозначения 4.855.600 - 4.855.723), ГПИ ПМА, 1973.

Размеры шрифтов надписей на мнемосхемах должны приниматься с учетом расстояний, с которых будут читаться эти надписи. Принятый для надписи размер шрифта следует проверять на дальновидимость по приложению 2.

5. КРАСКИ И ЦВЕТА

Большое разнообразие технологических сред и их параметров затрудняет стандартизацию номенклатуры цветов и их оттенков для изображения технологических линий и аппаратов на мнемосхемах. Как правило, цвета технологических аппаратов и линий должны приблизительно совпадать с фактической окраской технологических агрегатов и трубопроводов по ГОСТ 14202-69 «Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки».

Ограниченность номенклатуры цветов, предусмотренных этим стандартом, делает целесообразным применение предписываемых этим стандартам цветов, главным образом для изображения основных технологических сред.

Вспомогательные среды приходиться изображать с отступлением от предписаний этого стандарта, в соответствии с рекомендациями специалистов по эргономике и проектировщиков технологической части проектируемого объекта.

Как правило, трубопровод на схеме изображается двумя параллельными линиями (как продольное сечение трубопровода). Поскольку чертежи мнемосхем обычно не раскрашиваются, то, для изображения цветов на чертеже, каждому цвету, изображающему технологическую среду, присваивается число, обозначающее цвет (среду), которое должно указываться в разрывах осевых линий. Расстояние между соседними числами в линии должно быть не менее 50 мм, см. рис. 1a.

а) двухлинейное изображение, б) однолинейное изображение

Числа, обозначающие цвета, соответствующие технологическим средам, следует присваивать, начиная с главной, в порядке убывания важности ее для технологии автоматизируемого процесса.

Технологические линии мнемосхем шириной 4 мм и менее допускается изображать одной линией, см. рис. 1б.

Ввиду большого разнообразия цветов, применяемых в мнемосхемах, для их раскраски целесообразно использовать масляные художественные краски первой группы по СТУ 30-12186-61. Мнемосхемы, использующие цвета, предусмотренные номенклатурой красок в ГОСТ 6465-63 и ГОСТ 926-63, допустимо раскрашивать эмалями ПФ-115 и ПФ-133 и другими эмалями, пригодными для нанесения кистью.

6. ЧЕРТЕЖ МНЕМОСХЕМЫ

Как правило, чертеж мнемосхемы должен выполняться в виде отдельного чертежа в масштабе М1:2. Другие стандартные масштабы могут применяться лишь в обоснованных случаях.

Чертеж мнемосхемы должен содержать следующие сведения:

а) габаритные размеры мнемосхемы и место ее размещения на щите или пульте. Мнемосхемы должны размещаться в удобных для оператора зонах щита (пульта) управления. При наличии в мнемосхеме органов управления (ключей, кнопок), размещение мнемосхемы должно обеспечивать удобство пользования ими. В этом случае органы управления должны размещаться на мнемосхеме на высоте 550 - 1600 мм от уровня пола помещения управления;

б) масштабное изображение мнемосхемы, на котором закоординировано размещение основных символов технологических аппаратов. Координаты символов допускается не указывать, если об этом есть договоренность с заводом-изготовителем мнемосхемы.

При построении и размещении символов, содержащих встроенные в них сигнальные лампы, кнопки и т.п., необходимо учитывать конструктивные особенности встраиваемых изделий, возможность и удобство их монтажа и обслуживания;

в) цвета всех символов, линий технологических потоков, импульсных и командных линий приборов и регуляторов. Рекомендации см. раздел 5 данного материала;

г) типы, цвета и количество встраиваемых в символы ламп, кнопок и других изделий;

д) поясняющие надписи, стрелки «направление потока» и, если это необходимо, обозначения контролируемых точек измерения и параметров;

е) номера позиций аппаратуры мнемосхемы по заказной спецификации и ее обозначения по электрическим (пневматическим) схемам;

ж) размеры символов и материал, из которого они изготавливаются;

з) указания о красках для раскрашивания символов и линий. См. раздел 5 данного материала;

и) номера чертежей типовых конструкций;

к) указания о креплении символов и линий мнемосхемы. Как правило, выбор способа крепления символов следует предоставлять заводу-изготовителю, о чем делается указание на поле чертежа по типу: «Крепление символов мнемосхемы производить по нормалям завода-изготовителя».

Основная надпись, перечень составных частей, перечень аппаратуры и таблица условных обозначений должны выполняться по формам руководящего материала РМ 4-59-70.

Пример оформления чертежа мнемосхемы приложен к настоящему руководящему материалу.

Приложение 1

Минимальные размеры символов и их деталей в зависимости от дистанции чтения (см. раздел 4)

Приложение 2

Размер шрифта надписей в зависимости от дистанций чтения

Обозначение:

СШМК.421457.008-ДЩ

В составе автоматизированной системы управления энергоснабжением (АСУЭ) программно-технического комплекса «Космотроника» (ПТК «Космотроника») предусмотрены различные рабочие места специалистов, в том числе рабочее место диспетчера - диспетчерский мнемощит.

Диспетчерский мнемощит служит для оперативного визуального контроля и автоматической регистрации информации о состоянии объектов, входящих в систему диспетчерского управления. Отражает принципиальную схему электроснабжения подстанций объединения с необходимым уровнем детализации, оснащается телемеханикой и световыми элементами, позволяющими фиксировать оперативные переключения в автоматическом режиме.

Основные функции мнемощита:

• наглядное отображение схемы энергоснабжения объектов диспетчерского управления,
• регистрация состояний объектов для выполнения оператором возложенных на него функций;
• отображение связей и характера взаимодействия управляемого объекта с другими объектами;
• сигнализация об изменениях в работе объектов;
• быстрое выявление возможности локализации и ликвидации неисправности.

Состав мнемощита

Диспетчерский мнемощит является современной модульной конструкцией и отличается повышенной надежностью и качеством изготовления. Состоит из следующих основных узлов:

• несущей конструкции;
• самонесущего фасада с нанесенной графической схемой;
• системы управления, включая контроллер мнемощита, модули управления индикаторами;
• системы питания;
• программного обеспечения.

Состав комплекта оборудования зависит от параметров заказанного мнемощита, на основании разработанной проектной документации.

Несущая конструкция

Несущая конструкция щита выполнена из легких стальных профилей, соединенных между собой при помощи винтов и специальных соединительных элементов. Все элементы несущей конструкции защищены от коррозии.

Набор профилей конструкции позволяет смонтировать несущую установку любого отдельно стоящего диспетчерского щита высотой не более 6500 мм и радиусом кривизны фасада не менее 6000 мм, длина щита при этом не лимитируется. Высота и длина щита изменяется с шагом 24 мм, тогда как радиус кривизны фасада может меняться плавно. Допустимо исполнение щита со сменным радиусом кривизны фасада, например по гиперболоиде. Типовая ширина щита составляет 580 мм в случае, если щит имеет высоту более 3000 мм. Для более низких щитов глубина может быть уменьшена до 400 мм.

На рисунке 3:
Н - полная высота щита, L - общая длина щита, без ограничений;
s - высота регулируемых подпорок, от 30 до 80 мм;
р - высота подставки, > 0;
g - толщина окантовки фасада, 5 мм;
Но - высота фасада, n×24 мм;
Lo - длина фасада, m×24 мм.

В стандартном исполнении несущая конструкция щита открыта с задней стороны. По заказу можно изготовить конструкцию, полностью закрытую сворачивающимися ширмами. Варианты исполнения приведены на рисунке 4.

На рисунке 4: 1 - прямое расположение;
2 - изогнутый щит при радиусе изгиба не менее 6000 мм;
3 - ломаный щит.

Самонесущий фасад

Фасад строится из мозаичных элементов с размерами модуля 24×24 мм. Мозаичные элементы выполнены из трудно воспламеняющейся пластмассы группы ABS или PC. Каждый элемент состоит из корпуса и фишки мозаики. Корпуса снабжены системой фиксаторов, которые обеспечивают их взаимное соединение, крепление мозаичной фишки, соединение с активным модулем (сигнализационным) а также крепление элементов служащих для соединения фасада с несущей конструкцией диспетчерского щита. Пример самонесущего фасада приведен на Рис.5.

Фасад монтируется к верхнему и нижнему краю несущей конструкции в полосе шириной по два модуля при помощи выравнивающих его шпилек (4 шт./м). Конструкция фасада позволяет монтировать в его плоскость большое количество типовых измерительных приборов, указателей, регуляторов и мониторов. Толщина самонесущего фасада составляет 37 мм.

Фасадные элементы щита могут быть следующими:

• пассивные фишки (различные элементы схем, буквы и цифры любых цветов);
• светодиодные модули (пассивные фишки с элементами схем и отверстиями под светодиоды и светодиоды различных цветов и размеров);
• цифровые индикаторы (различной высоты и количеством отображаемых цифр);
• поворотные элементы (используются для отображения нетелемеханизированных коммутационных аппаратов);
• переносные фишки.

Система управления

Предназначена для передачи данных с ПО верхнего уровня системы диспетчерского управления и отображения их на диспетчерском щите.

Состоит из следующих элементов:

• модули управления светодиодными индикаторами (УДС-1);
• модули управления цифровыми индикаторами (УДС-2);
• преобразователи интерфейса;
• оптический щуп;
• контроллер диспетчерского щита.

• Число каналов: 64
• Питание модуля: 5В±0,25В
• Максимальноеудаление от сервера при скорости передачи данных 115200 bps: 100 м
• Размеры: 202 х 113 х 38 мм
• Вес модуля: 200 г

• Число каналов: 64
• Количество семисегментных знаков, управляемых одним модулем: 8
• Коммутируемый ток (дневной/ночной режим): 20мА / 10мА
• Питание модуля: 5В±0,25В или 12В±1В
• Максимальное удаление от сервера при скорости передачи данных 115200 bps: 100 м
• Максимальное количество модулей в одной цепи RS-485: 256
• Время самоконтроля одного модуля: 0,2 сек
• Диапазон температур, измеряемый датчиком: -55 … +125С
• Точность измерения температуры датчиком: 0,5С
• Время преобразования температуры: 750 мсек
• Потребляемая мощность: не более 6.5 Вт
• Размеры: 202 х 113 х 38 мм
• Вес модуля: 200 г

Модуль преобразования интерфейса «RS-232» в интерфейс «RS-422/485»

• 1 порт «RS-232» (линии RXD и TXD)
• 1 порт «RS-422/485» (линии RXD и TXD)
• Максимальная скорость передачи данных: 115200 bps
• Гальваническая изоляция: не менее 2500 В
• Питание модуля: 5В±0,25В
• Потребляемая мощность: не более 0.5 Вт
• Размеры: 70х50 мм
• Диапазон рабочих температур: –40 С …+ 85 С
• Вес модуля: 50 г

Оптический щуп

Оптический щуп используется в процессе настройки диспетчерского щита. Предназначен для определения адресов модулей управления светодиодными индикаторами и их каналов, с последующей записью полученной информации в базу данных АРМ «Телемеханика». Щуп представляет из себя фотодатчик с открытым оптическим каналом, преобразующий модулированный световой поток в электрический сигнал и передающий его на контроллер.

Контроллер диспетчерского щита

Персональный компьютер с установленным программным обеспечением ПТК «Космотроника». Выполняет роль управляющего контроллера, принимая данные через локальную сеть, и выдавая их на модули УДС-1 и УДС-2 через интерфейс RS485. Отдельный порт предназначен для подключения оптического щупа в процессе наладки.

Система питания

Питание мнемощита осуществляется напряжением переменного тока 220В. На каждой секции диспетчерского мнемощита установлены розетки, к которым подведен питающий кабель. К розеткам подключают блоки питания. К каждому БП можно подключить от одного до нескольких модулей управления.

Для реализации функции автономной работы мнемощит оснащается источником (источниками) бесперебойного питания.

Преобразователь напряжения

Предназначен для питания модуля управления светодиодными индикаторами, модуля управления цифровыми индикаторами и модуля преобразования интерфейса.

Краткое описание:

Блок питания 220/24В служит для преобразования переменного напряжения сети 220В в стабилизированное напряжение 24В. Имеет встроенное зарядное устройство для заряда аккумуляторов. Металлический корпус, крепится на DIN-рейку.

Основные технические характеристики:

• Входные и выходные цепи гальванически изолированы
• Обеспечивает ограничение начального импульса тока и напряжения
• Защита от короткого замыкания и перенапряжения на выходе
• Встроенный модуль зарядного устройства аккумуляторов
• Входное напряжение
  • переменного тока: 90…264 В
  • постоянного тока: 110…370 В
• Частота входного переменного напряжения: 47…63 Гц
• Выходное напряжение: (24±1)В
• Выходное напряжение (батарея): 19…30В
• Максимальный выходной ток, А: 2,0
• Порог срабатывания защиты по выходному току, А: ≤2,4
• Емкость аккумулятора, А*ч
  • рекомендуемая: 1,3
  • максимальная: 4,5
• Защита от перегрузки: есть
• Защита от перенапряжения: есть
• Защита от перезаряда аккумулятора: есть
• Тест работоспособности аккумулятора: есть
• Выход отсутствия входного питания: есть
• Выход мониторинга разряда и неисправности аккумулятора: есть
• Металлический корпус
• Степень защиты корпуса: IP20
• Способ монтажа: 35 мм DIN-рейка
• Габаритные размеры: 112 x 57 x 120 мм
• Масса: не более 300 г
• Диапазон рабочих температур: –40°С …+ 65°С

Программное обеспечение

Программное обеспечение управления диспетчерским мнемощитом интегрировано в АСУЭ ПТК "Космотроника" и включено в состав ПО АРМ "Телемеханика". В настройках АРМ «Телемеханика» активируется модуль «Редактор управления щитом». Поэтому, при работе диспетчера нет необходимости запускать сторонние программы управления мнемощитом.

В случае, если диспетчерский щит поставляется в составе сторонней системы диспетчеризации (не Космотроника), то Заказчику предоставляется необходимое ПО для интеграции с программной системой верхнего уровня по стандартным протоколам.

При первоначальном запуске ПО мнемощита и переконфигурировании диспетчерского мнемощита в процессе эксплуатации необходимо использовать (настроить) следующие программы:

• Коммуникационный сервер «Космотроника»;
• «Настройка БД АРМ на работу со щитом»;
• «Настройка диспетчерского щита».

Коммуникационный сервер "Космотроника"

Коммуникационный сервер является промежуточным звеном между контроллером диспетчерского щита, модулями УДС-1, УДС-2 и программой верхнего уровня АРМ «Телемеханика». Он выполняет следующие функции:

• организация связи с существующей системой сбора данных
• организация связи с контроллерами по различным каналам связи
• периодическое тестирование канала связи и проверка состояния связи с абонентами
• ведение системного протокола и протокола работы каналов связи
• прием информации об объекте автоматизации от контроллеров
• занесение информации в базу данных
• ретрансляция принимаемых данных в различных протоколах на удаленные сервера, АРМы, диспетчерские щиты
• ретрансляция контроллерам команд на телеуправление
• параметризации контроллеров
• отображение состояния и режимов работы каналов связи в различных окнах

Кроме того, посредством коммуникационного сервера осуществляется интеграция со сторонними системами по стандартным протоколам.

Настройка БД АРМ на работу со щитом

Программа "Настройка БД АРМ на работу со щитом" является частью ПО АРМ "Телемеханика" и предназначена для автоматизации рутинного процесса составления таблиц в БД настроек АРМ и экранных форм при подготовке работы со щитом.

Настройка диспетчерского щита

Программа предназначена для автоматизации процесса назначения выводов светодиодов контактам УСО (УДС-1) в процессе монтажа или реконфигурации щита. При помощи оптического щупа определяется номер УСО и номер канала. Также возможно вручную ввести номер УСО и номер канала. Результаты назначения вносятся в таблицы БД настроек АРМ для дальнейшего использования в АРМ «Телемеханика». В любой момент времени возможна визуальная проверка правильности привязки конкретного сигнала, выбрав его в таблице и выдав команду на включение светодиода.