- •Оглавление
- •Часть 1. Современная промышленная автоматика. Состав и архитектура распределенных систем. 7
- •Часть 2. Современная промышленная автоматика. Общие характеристики распределенных систем. 120
- •Часть 1. Современная промышленная автоматика. Состав и архитектура распределенных систем.
- •Системы промышленной автоматики. Общая характеристика
- •Общая характеристика промышленной автоматики
- •Основной структурно - функциональный состав па:
- •Обобщенные макроэлементы архитектуры асу тп
- •Локальная автоматика.
- •Интегрирующая автоматика.
- •Обобщенная архитектура систем па
- •Классификация систем па
- •Обеспечение нормального функционирования систем па
- •Требования к архитектуре конкретной асу тп
- •Состав па. Датчики
- •Основные понятия и общая классификация
- •Аналоговые датчики. Основные понятия и классификации
- •Основные понятия
- •Основные классификации
- •Общая структурная схема датчиков
- •Классификация датчиков по глубине преобразования
- •Основные конструктивные особенности датчиков
- •Термопары
- •Термопреобразователи сопротивления (терморезисторы)
- •Тензорезисторы
- •Состав па. Средства ввода - вывода
- •Общая характеристика
- •Ввод аналоговых сигналов
- •Вывод аналоговых сигналов
- •Ввод дискретных сигналов
- •Вывод дискретных сигналов
- •Ввод частоты, периода и счет импульсов
- •Модули управления движением
- •Состав па. Средства программного управления оборудованием
- •Состав и общая классификация
- •Программирование и управление спу
- •Состав па. Спуо. Контроллеры
- •Определение и общая классификация
- •Виды и типы контроллеров
- •Принцип действия контроллера в системах автоматизации
- •Основные характеристики
- •Примеры контроллеров
- •Состав па. Спуо. Компьютеры
- •Общие характеристики промышленных компьютеров
- •Общие характеристики промышленных компьютеров
- •Состав и общая классификация
- •Состав па. Спуо. Системы программирования на языках мэк 61131-3
- •Язык релейно-контактных схем ld
- •Список инструкций il
- •Структурированный текст st
- •Диаграммы функциональных блоков fbd
- •Функциональные блоки стандартов мэк 61499 и мэк 61804
- •Последовательные функциональные схемы sfc
- •Инструментальные средства программирования
- •Состав па Средства программного управления интегрирующие.
- •Общая характеристика программного обеспечения
- •Развитие программных средств интегрирующей автоматизации
- •Графическое программирование
- •Графический интерфейс
- •Открытость программного обеспечения
- •Связь с физическими устройствами
- •Базы данных
- •Операционные системы реального времени
- •Состав па. Спу и. Орс-сервер
- •Обзор стандарта opc
- •Спецификация орс ua
- •Применение орс-сервера с matlab и Lab view
- •Состав па. Спу и. Scada -системы
- •Пользовательский интерфейс, scada-пакеты
- •Функции scada
- •Свойства scada
- •Предложения рынка
- •Состав па. Средства человеко-машинного интерфейса
- •Чми как элемент системы управления
- •Психологические модели
- •Физиология и познание
- •Модель человеческого поведения
- •Теория двухуровневой памяти
- •Человек в сложной системе
- •Мысленные модели сложных систем
- •Синтаксическая информация и семантические знания
- •Управление уровнем сложности системы
- •Интерфейс пользователя как средство работы со сложными системами
- •Оборудование для интерфейса пользователя
- •Проектирование интерфейса пользователя
- •Общие принципы
- •Применение естественного языка в интерфейсе
- •Кодирование
- •Отображение информации о процессе
- •Команды оператора
- •Оценка интерфейса пользователя
- •Графический интерфейс пользователя. Система X Window
- •Часть 2. Современная промышленная автоматика. Общие характеристики распределенных систем.
- •Характеристики асу. Распределенность
- •Распределенные системы автоматизации
- •Локальные рсу
- •Применение Интернет-технологий
- •Основные понятия Интернет- технологий
- •Принципы управления через Интернет
- •Микро-веб-серверы
- •Характеристики асу. Открытость системы
- •Основные понятия и определения
- •Свойства открытых систем
- •Средства достижения открытости
- •Достоинства и недостатки
- •Характеристики асу. Безопасность
- •Общая характеристика опасных объектов
- •Функциональная безопасность
- •Вероятность отказов при частоте запросов менее одного раза в год
- •Вероятность отказов при частоте запросов более одного раза в год
- •Взрывобезопасность
- •Искробезопасная электрическая цепь
- •Блоки искрозащиты
- •Правила применения искробезопасных устройств
- •Выбор аппаратных средств
- •Виды опасных промышленных объектов
- •Классификация взрывоопасных зон
- •Классификация взрывоопасности технологических блоков
- •Категории взрывоопасности технологических блоков
- •Взрывопожарная и пожарная опасность
- •Деление помещений на категории
- •Категории пожароопасности
- •Степени защиты оболочками
- •Требования к техническим устройствам
- •Маркировка взрывозащищенного оборудования
- •Группы оборудования в зависимости от типа газовых сред
- •Сопоставление классификации гост и пуэ
- •Температурные классы
- •Выбор маркировки для среды пыли
- •Монтаж взрывоопасного технологического оборудования
- •Характеристики асу. Точность
- •Определения основных терминов
- •Основные статические характеристики си са
- •Точность, разрешающая способность и порог чувствительности
- •Функция автокорреляции
- •Точечные и интервальные оценки погрешности
- •Погрешность метода и программного обеспечений измерений
- •Достоверность измерений
- •Погрешность многократных измерений
- •Точность и продолжительность измерений
- •Основные динамические характеристики си са
- •Теорема Котельникова
- •Фильтр и динамическая погрешность
- •Алиасные частоты, антиалиасные фильтры
- •Суммирование погрешностей измерений
- •Исходные данные для расчета
- •Методы суммирования погрешностей
- •Систематические погрешности
- •Случайные погрешности
- •Дополнительные и динамические погрешности
- •Определение итоговой погрешности
- •Характеристики асу. Надежность
- •Основные понятия и определения
- •Резервирование плк и устройств ввода-вывода
- •Общие принципы резервирования
- •Модули ввода и датчики
- •Модули вывода
- •Процессорные модули
- •Резервирование источников питания
- •Резервирование промышленных сетей
- •Сети Profibus, Modbus, can
- •Сети Ethernet
- •Параметры некоторых методов резервирования сетей Ethernet
- •Резервирование беспроводных сетей
- •Оценка надежности резервированных систем
- •Характеристики асу. Помехоустойчивость.
- •Общая характеристика помех
- •Технические характеристики помех
- •Основные источники внешних помех
- •Помехи из сети электроснабжения
- •Молния и атмосферное электричество
- •Параметры соотношения ххх1.2
- •Статическое электричество
- •Испытательное напряжение
- •Электромагнитные помехи
- •Другие типы помех
- •Защита от внешних помех
- •Защита от помех электропитания 50 Гц
- •Защита от молний технических средств па
- •Защита от молний промышленных сетей
- •Стандарты и методы испытаний по эмс
- •Требования к помехоустойчивости оборудования класса а
- •Источники внутренних помех в проводных каналах передачи сигналов
- •Источники сигнала
- •Приемники сигнала
- •Прием сигнала заземленного источника
- •Прием сигнала незаземленных источников
- •Дифференциальные каналы передачи сигнала
- •Помеховые модели средств ввода-вывода систем автоматизации
- •Паразитные кондуктивные связи
- •Индуктивные и емкостные связи
- •Типовые источники сигналов и их сопротивления
- •Защита от помех. Заземление
- •Определения
- •Цели заземления
- •Защитное заземление зданий
- •Автономное заземление
- •Заземляющие проводники
- •Модель земли
- •Виды заземлений
- •Защита от помех. Экранирование и заземление
- •Гальванически связанные цепи
- •Экранирование сигнальных кабелей
- •Гальванически развязанные цепи
- •Экраны кабелей на электрических подстанциях
- •Экраны кабелей для защиты от молнии
- •Заземление при дифференциальных измерениях
- •Интеллектуальные датчики
- •Монтажные шкафы
- •Распределенные системы управления
- •Чувствительные измерительные цепи
- •Исполнительное оборудование и приводы
- •Заземление в промышленных сетях.
- •Заземление на взрывоопасных объектах
- •Верификация заземления и экранирования
- •Гальваническая развязка
- •Сокращения
- •Приложения Приложение 1.1. Особенности кулачкового процессора
- •Приложение 1.2.Общая нормативная классификация асу по назначению
- •П.2.1.4.Области применения
- •П.2.1.5.Внешние воздействия
- •Абвиатуры
- •Приложение 2.2. Классификация датчиков в гсп по принципу действия:
- •Приложение 2.3. Основные параметры термопар
- •Приложение 2.4. Основные параметры терморезисторов
- •Приложение 2.5. Кодировка степеней защиты от воздействия окружающей среды.
- •Значение кода ip
- •Приложение 8.1 Распределенная система сбора данных и управления adam-5000.[Advantech]
- •Список использованных источников Библиографические ссылки
- •Нормативная документация
Применение естественного языка в интерфейсе
Обмен информацией с системой управления происходит в различной форме - установка переключателей, показания светодионых сигнализаторов, индикаторов, ввод аналоговой информации с помощью манипуляторов непрерывного действия (мышь или джойстик), символы и графические изображения на экране. Стандартный способ обмена формацией - сообщения на естественном языке, выдаваемые на экран или вводимые с клавиатуры. Стиль таких сообщений отличается от обычного общения между людьми.
В большинстве случаев ответственность за выбор соответствующего текста диалога, которым затем будет пользоваться обслуживающий персонал, несет инженер-технолог или инженер-проектировщик. Оператор должен принимать решения и действовать на основе полученной информации. Поэтому язык для этих целей не может быть урезанной версией естественного языка, а должен специально разрабатываться, чтобы обеспечить необходимое взаимодействие оператора и системы.
Типичные сообщения компьютера - это либо информация о текущем значении величины (ТЕМПЕРАТУРА - 66.2ºС), либо чисто текстовые сообщения с несколькими вариантами (УСТРОЙСТВО ПОДКЛЮЧЕНО/ОТКЛЮЧЕНО), либо предопределенные фразы (Процесс будет завершен через 5 мин.). Язык ЧМИ должен быть лишен большинства черт, присущих естественному языку - намеки, избыточность, использование риторических оборотов и т.д. Этот язык должен быть полностью предсказуем: ТЕМПЕРАТУРА = 27.9°С - в противовес естественному языку - температура примерно около тридцати.
Короткое предложение, используемое для отображения ограниченного числа состояний, можно разделить на части:
фиксированную - ведущий текст, определяющую тип выбора, и переменную, отражающую текущие состояние;
динамическую.
Сам по себе ведущий текст не дает полной информации в грамматическом/синтаксическом смысле; скорее он должен создать небольшую зацепку для осмысления динамической информации. Содержание ведущего текста должно ошибочно восприниматься как информация о текущем состоянии. Смысл должна иметь только его комбинация с динамической информацией. В большинстве случаев достаточно использовать различные формы существительного и/или глагола. Например, вместо: Устройство А11 включено: ДА/НЕТ
следует использовать Питание устройства А11 ВКЛЮЧЕНО/ВЫКЛЮЧЕНО.
В общем случае следует избегать ведущего текста, который требует ответа типа ДА или НЕТ. В особенно плохо спроектированной системе, появлялись сообщения типа НЕТ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ - ДА, т. е., выражаясь обычным языком, все нормально. Такой вариант сообщения плохо воспринимается человеком и, скорее всего, будет интерпретироваться неправильно.
Ведущий текст не должен быть слишком общим, а должен содержать указание на содержание динамической части. Сравним следующие примеры.
Состояние устройства А12: ВКЛЮЧЕНО/ВЫКЛЮЧЕНО?
НОРМА/АВАРИЯ?
АКТИВНО/РЕЗЕРВ?
Или:
Питание устройства А12: ВКЛЮЧЕНО/ВЫКЛЮЧЕНО
Режим устройства А12: НОРМА/АВАРИЯ
Статус устройства А12: АКТИВНО/РЕЗЕРВ
Более четкое различие между статической и динамической информацией на экране достигается, когда ведущий текст выводится с обычной, а динамическая часть - с повышенной яркостью. Если динамическая часть используется для ввода информации, то текущее поле можно выделить, например, инверсией - цвет текста и фона меняются местами. Динамическую часть, включающую в себя аварийные значения переменных, можно выделять специальным цветом или инверсией.
В системах управления, напротив, следует строго придерживаться принципа: один термин - одно понятие (синонимумы исключаются). В очень неудачной системе управления, среди прочих нелепостей в различных частях программы использовалось 7 (!) синонимов для понятия Выход - Выход (Exit), Завершить (Quit), Выйти (Leave), Прервать (Break), Остановить (Stop), Конец (End), Прекращение (Termination). Все эти команды делали одно и то же - возвращали управление на более высокий уровень, но при этом так и осталось неясно, в каких случаях автоматически сохранялись введенные данные, а в каких нет. Пользователи должны были быть постоянно начеку и запоминать последовательности команд после того, как обнаруживалось, что они все же привели к желаемому результату, и в конце концов больше внимания уделять командам, а не поставленной цели. История умалчивает о том, сколько времени и усилий потратили пользователи из-за плохой организации интерфейса.
В ведущих текстах следует избегать слов с негативным оттенком (ТРЕВОГА, ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ), если они явно не связаны с текущим состоянием управляемой системы. Текст должен служить мотивацией действий пользователя, а не пугать и раздражать его.
Довольно часто применяются сокращения и аббревиатуры. Для этого используются различные подходы (например сокращенный текст может содержать первые 5 букв исходного слова или включать первую гласную и 2 следующие за ней согласные и т.д.). При выборе аббревиатуры существенно быть последовательным и не смешивать разные подходы. Последовательность означает, что пользователь быстро понимает принцип и в состоянии распознать полный текст, стоящий за сокращением, даже не зная соответствующего правила.
Что касается выбора фиксированных сообщений, воспитанная система будет упрекать в ошибках не пользователя - Неверный ввод!, а себя - Команда не может быть выполнена в указанном виде. Пожалуйста, введите параметр xz или сошлется на заданные ограничения - Ваш лимит составляет сегодня 1000 рублей. Пожалуйста, введите нужную сумму в диапазоне 100-1000 рублей. Второе и третье сообщения указывают, что требуется от пользователя, и обеспечивают ему реальную поддержку. Выражения типа Если температура превышает 200°С, следует предпринять действие X, должны быть только в руководствах. На экране требуются ясность и выразительность - Температура = 226°С. Выполнить действие X.
Что касается стиля и содержательности, то прекрасным примером являются инструкции к настенным огнетушителям или аварийному выходу из самолета.
Пример 2.Телефоны-автоматы и банкоматы - это обычно примеры хорошего интерфейса. Они предназначены для массового неподготовленного пользователя, который не может пройти специальную подготовку и тратить время на изучение незнакомых устройств.
Позвонить за границу или получить деньги из банкомата, в принципе, более сложная операция, чем изготовление ксерокопии или отправка факса, поскольку подразумевает более развитый диалог с машиной, включая ввод пользователем некоторой информации (пароля, кодов, размера суммы). И все же пользоваться телефоном-автоматом или банкоматом исключительно просто. Причина очевидна: если бы с этим устройством возникали хоть малейшие затруднения, значительная часть потенциальных клиентов не смогла бы их использовать и соответствующий бизнес прогорел бы.
Если бы прибыль от копировальных аппаратов и телефаксов возрастала пропорционально количеству успешных операций, как бы выглядели их панели управления? Был бы количественный фактор, определяемый числом функций, более важным с точки зрения продаж, чем качественный, определяемый тем, насколько просто пользоваться устройством?
