Функционирование системы. 
Автоматизированная система управления очистки городских сточных вод

В процессе функционирования системы участвует оператор. Для удобства восприятия информация о технологическом процессе представлена графически. Поскольку этой информации много, используется деление ее на логически законченные части (кадры), которые соответствуют определенным участкам технологического процесса. При этом целостность восприятия не теряется.

Условно все кадры можно разделить на две группы: основные и служебные. Основные кадры соответствуют участкам технологического процесса и содержат условное представление оборудования, относящегося к данному участку, а также значения необходимых параметров. Такие кадры содержат средства визуализации процесса функционирования оборудования системы, посредством которых любое изменение состояния оборудования отображается на экране. Например, работа насоса отображается вращением лопастей насоса (мультипликация на основе последовательности графических примитивов), движение воды в трубопроводе индицируется бегущей дорожкой, состояние клапанов (открыто/закрыто) отображается изменением их цвета и т. д.

Оператор большую часть времени в процессе функционирования системы взаимодействует именно с этими кадрами.

Служебные кадры предназначаются для размещения дополнительной информации о состоянии технологического оборудования, а также для просмотра отчетных документов. К служебным также отнесен кадр задания параметров (коэффициентов) регулирования, так как эти параметры не требуют частого изменения. Имеется кадр, где сведены аварийные сообщения по работе насосов в составе аппаратов приготовления реагентов.

Один из служебных кадров («Выбор варианта дозирования») предназначен для выбора оптимального варианта дозирования реагентов на основании концентрации загрязняющих веществ в стоках. Эта информация поступает из лаборатории экспресс анализа как результат работы АРМ «Лаборатория».

На кадре в виде рекомендации оператору представляется оптимальный вариант дозирования реагентов.

К кадрам, предназначенным для просмотра отчетных документов, относятся кадры просмотра отчета тревог, кадры просмотра рапортов, а также кадры просмотра архивных трендов.

Сменный рапорт формируется оператором в начале смены за предыдущую смену. Формирование заключается в записи рапорта на диск в файл и распечатке его на принтере. Суточный рапорт формируется оператором в начале первой смены за прошедшие сутки. При этом создаются файл с суточным рапортом и строка в месячном рапорте, соответствующая прошедшим суткам.

К кадрам просмотра отчета тревог относятся три кадра: кадр просмотра отчета тревог за текущую смену, кадр просмотра отчета тревог за прошедшую смену и кадр просмотра отчета тревог, сформированного две смены назад.

Формирование отчета тревог может осуществляться двумя способами: вручную автоматически. Автоматическое формирование отчета тревог происходит в начале новой смены за прошедшую смену; при ручном формировании оператор инициирует систему нажатием соответствующей экранной кнопки.

Кадры просмотра архивных трендов графически отображают изменение основных технологических параметров, таких как расход стоков, расход Ca (OH)2, кислотность стоков в точках отбора проб, расход Na2S, концентрация в стоках ионов хрома в точках отбора проб, расход ПАА и концентрация взвешенных частиц в стоках. Используется уровневый архив, содержащий два уровня. На нулевом уровне записи формируются с периодом 5 минут (глубина архива 50 суток), а на первом уровне — с периодом 10 минут (глубина архива 150 суток). Таким образом, ведется архив с периодом 10 минут, в котором хранится предыстория прохождения технологического процесса за 5 месяцев, причем последние полтора месяца информация записана с периодом 5 минут.

Общая схема технологического процесса представлена на кадре «Схема размещения точек отбора проб». Для получения детальной информации о том или ином участке технологического процесса оператор осуществляет переход на кадр, соответствующий интересующему его участку технологической схемы. Для этого на каждом кадре в верхней части расположены экранные кнопки, при нажатии которых происходит переход на соответствующий кадр.

Кнопка текущего экрана подсвечивается черным цветом. В случае появления аварийной ситуации на одном из экранов соответствующая ему кнопка на других экранах подсвечивается красным цветом. При этом оператор для определения проявления аварии должен либо перейти на кадр просмотра отчета тревог, либо перейти на кадр, кнопка перехода на который подсвечивается красным цветом.

Предупредительная и аварийная ситуация отображается подсвечиванием места ее локализации цветом, отличным от обычного (красным). Для привлечения внимания оперативного персонала аварийные ситуации озвучиваются средствами звуковой платы типа Sound Blaster. При этом сообщается о месте аварии и ее проявлении. Например, при отсутствии сигнала исполнения насоса в составе насосной станции № 3 озвучивается следующее сообщение: «Насосная станция 3 — нет исполнения», а изображение насоса, на котором обнаружена авария, подсвечивается красным цветом. После устранения аварии подсветка убирается и озвучивание сообщения прекращается.

Формирование звуковых сообщений осуществляется драйвером пульта оператора. Все сообщения разделены на локальные и глобальные. К локальным сообщениям относятся те, которые касаются конкретного объекта или совокупности объектов. Глобальные сообщения относятся ко всей системе в целом и вызываются, например, такими ситуациями, как обрыв связи с уровнем управления («Нет связи с локальным контроллером») или отсутствие ответа от уровня УСО («Неисправность УСО»).

Причем глобальные сообщения имеют больший приоритет по сравнению с локальными. Это позволяет акцентировать внимание оператора именно на глобальных сообщениях. На основных кадрах имеются средства для временного отключения звуковых сообщений, относящихся к авариям на этом кадре. По истечении 10 минут, если авария не устранена, сообщение снова начинает формироваться. Временное отключение звуковых сообщений предназначено для того, чтобы оператор был своевременно информирован о появлении новых аварийных ситуаций.

Все аварийные и предупредительные сообщения заносятся в отчет тревог (журнал событий). Причем в отчете формируются строки, включающие данные о времени возникновения, месте и проявлении аварии.

После устранения аварийной ситуации в отчете тревог формируется запись о ее устранении. В системе формируются рапорты трех уровней (сменный, суточный и месячный), содержащие интегральные показатели протекания процесса очистки сточной воды (содержание в стоках загрязнений, объем сброшенной воды, расход реагентов и пр.).

Все управление технологическим процессом сосредоточено на уровне управления, что предъявляет жесткие требования к надежному функционированию аппаратного и программного обеспечения этого уровня.

Локальный контроллер формирует управляющие сигналы на основании информации о текущем состоянии технологического процесса (информация поступает с уровня УСО) и исходных данных в виде совокупности коэффициентов регулирования и уставок (информация поступает с пульта оператора).

В системе выделено два типа управления:

дискретное (выходной сигнал — вкл/выкл), программное и дистанционное управление, которое используется для управления насосами, задвижками и клапанами, программное управление осуществляется автономно контроллером, в то время как дистанционное управление выполняется оперативным персоналом с пульта оператора;

аналоговое регулирование.

Управление насосами в составе насосных станций № 1 и № 3 может исполняться автоматически (программно) и вручную (дистанционно) оператором. При этом автоматическое управление осуществляется на базе информации от датчиков (с уровня УСО), а также на основании текущего режима работы насоса. Насос может находиться в одном из трех режимов работы: рабочий, резервный и третий. Назначение режима работы насоса осуществляет оператор. Автоматическое управление насосом осуществляется только в том случае, если насос находится в рабочем или резервном режиме работы. При необходимости оператор может управлять этими насосами вручную. Третий режим работы подразумевает только ручное управление. Автоматическое включение (выключение) рабочего и резервного насосов происходит при определенном уровне в соответствующей емкости, о чем сообщают сигнализаторы уровня.

В составе системы есть средства контроля наличия связей между компонентами. Локальный контроллер периодически посылает значение изменяющейся величины на пульт оператора. Если через фиксированный промежуток времени изменения не последовало, то пульт оператора принимает решение об обрыве связи «локальный контроллер — пульт оператора». В свою очередь пульт оператора постоянно посылает блок данных на АРМ. Если через фиксированный промежуток времени АРМ его не получает, то АРМ принимает решение об обрыве связи «АРМ — пульт оператора». В случае обрыва связей оперативный персонал своевременно оповещается.