- •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
Оценка интерфейса пользователя
После реализации ИнтП необходимо проверить, удовлетворяет ли он установленным требованиям. Первое из них является абсолютно формальным - соответствует ли результат программирования проектной документации. Более важно, однако, проверить, что интерфейс в целом - проект и его воплощение - помогает работе технической системы и, соответственно, удалось ли достичь адекватности и уменьшения степени сложности с точки зрения пользователя.
Предварительно должны быть сформулированы критерии оценки. Определение тестовых задач является сложной, иногда весьма трудоемкой проблемой. Более того, усилия должны быть соразмерны целям. Очевидно, что уровень тестирования должен быть различным для очень специфической системы управления, построенной при жестких бюджетных ограничениях, и для массового продукта с огромным потенциальным числом потребителей.
Поскольку тестирование происходит при участии людей и строится на их суждениях и оценках, результат всегда носит заметный субъективный оттенок. То что одному покажется отличным, может раздражать другого.
В общем случае рекомендуются следующие критерии для оценки интерфейса:
скорость работы (продолжительность выполнения набора тестовых задач);
количество и вид ошибок пользователей при выполнении набора тестовых задач);
субъективное удобство использования;
продолжительность освоения (обучения) типичным пользователем основных команд;
продолжительность сохранения знаний (навыков) или объем знаний через час, день или неделю.
Из перечисленных критериев для скорости работы, количества ошибок и степени удовлетворения оценку можно получить сравнительно быстро и, следовательно, обеспечить хороший выбор тестовых задач. Для оценки скорости обучения и сохранения навыков требуется больше времени. Поэтому эти показатели вряд ли могут быть реально включены в число параметров, непосредственно принимаемых во внимание. Однако они могут играть важную роль в периодических переоценках продукта, занимающего значительную долю на рынке и не ограниченного только одной категорией пользователей.
В общем случае невозможно утверждать, что хороший интерфейс легко изучается. Скорее, необходимо рассматривать соотношение между конечной целью и усилиями по ее достижению: ставилась ли задача сделать интерфейс простым в изучении, гибким, понятным или нет. Только выполнение поставленной цели может дать меру качества интерфейса.
Это прозвучит странно, но наилучшие интерфейсы пользователя быстрее всего забываются. Дело в том, что естественный интерфейс не требует каких-либо специальных усилий для изучения.
Графический интерфейс пользователя. Система X Window
Графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface - GUI) широко распространен на ПК и рабочих станциях. Его принцип: пользователь не должен фиксировать свое внимание на действии и соответствующем объекте. Вместо этого действие уже неявно подразумевается объектом, потому что программа не может делать ничего другого, как выполняться, текст может только редактироваться и т. д. Объекты представленные на экране в графическом виде пиктограммами выбираются с помощью указательного устройства и активизируются так называемым способом укажи-и-щелкни (Point-and-Click)
Графический интерфейс позволяет обойтись и без мыши – переход между окнами и выбор объекта или элемента меню можно с помощью комбинаций соответствующих клавиш.
Естественно, что для того чтобы выучить многочисленные управляющие клавиши разных продуктов потребуются значительные усилия, однако результат стоит того как с точки зрения скорости работы, так и с точки зрения удобства и снижения утомляемости:
переключение с клавиатуры на указательное устройство требует времени и отвлекает от выполняемой работы,
с клавиатурой можно работать вслепую, а мышь требует концентрации внимания для точного позиционирования,
при работе с мышью значительно сложнее организовать рабочее место, так как для нее требуется много свободного места на столе, и рано или поздно начнется физический дискомфорт,
однообразные манипуляции мышью более утомительны, чем игра на клавиатуре.
Если разработчики были бы последовательны при назначении функциональных клавиш, то выбор, очевидно, не в пользу мыши.
Очевидное преимущество стандартных графических интерфейсов - обеспечивают принцип последовательности во взаимодействии с ВТ. Небольшой набор индикаторов и управляющих элементов интерфейса используется одинаково в разных программах. Навыки, сформированные у опытного пользователя на сенсомоторном уровне и уровне правил, упрощают переход от полной программы к другой и освоение новых программ.
На рынке существует большое количество пакетов программ для сбора и обработки данных, основанных на современном ИнтП. Пользователь строит систему в виде блок-схемы на экране, в соответствии с которой ПК генерирует процедуру решения задачи. Такая методика, с одной стороны, позволяет строить весьма сложные отношения, а с другой - серьезно повышает эффективность работы, исключая программирование в классическом понимании.
Наиболее известными типами графических интерфейсов являются User Interface Guidelines (UIG), он же Apple Macintosh Interface, интерфейс Microsoft Windows и Common User Access (CUA), Systems Application Architecture (SAA). В сфере промышленных приложений в основном используются Open Look [AT&T], Open Windows [Sun Microsystems Inc.] и OSF/Motif Display Standard [Open Software Foundation Inc.]. Последний особенно широко распространен в системах управления и сегодня может рассматриваться как стандарт де-факто для таких приложений. Этот интерфейс сочетает в себе черты, характерные как для ПК, так и для мейнфреймов, обеспечивая тем самым привычную среду на различных платформах.
При использовании графического интерфейса программист может сосредоточиться на конкретном приложении, поскольку основные средства для организации окон уже включены в систему. Это команды типа Изменить положение окна, Изменить размер окна, Открыть выпадающее меню, Переместить курсор по меню и выбрать и т.д. Программист, многие довольно сложные операции интерфейса может выполнить с помощью обращения к функциям пакета GUI. Безусловно, содержание меню и само приложение пишется программистом, и именно оно есть область реального взаимодействия пользователя, ЭВМ и задачи. Системы организации окон, вроде OSF/Motif или Open Look, могут улучшить качество и функциональность хорошо продуманных диалогов, но ничего не добавят хаотичной системе.
Работа GUI основана на идее виртуального терминала. Наиболее важным прикладным результатом является, вероятно, система X Window - сетевая оконная система, разработанная в Massachusetts Institute of Technology как метод управления расширенным графическим оконным интерфейсом. Система X Window реализована для нескольких ОС.
Используя X Window, пользователь получает стандартный доступ к любой программе, которая выдает результаты в соответствии с протоколом X, независимо от того, на какой платформе эта программа исполняется. Х-протокол - полное описание функций, которые поддерживают вывод на экран терминала окон, прямоугольников, линий, кругов и других объектов, связанных с графикой и текстами. Окно на рабочей станции может принадлежать программе, исполняемой на самой станции или другом узле сети и под другой ОС, но при условии, что она имеет интерфейс X Window и может посылать информацию для вывода на экран первой станции. X Window поддерживает устройства ввода - клавиатуру и мышь.
Собственно, система X Window - это протокол обмена сообщениями между Х- сервером и Х-клиентом, где сервером является станция пользователя, а клиентом - станция, на которой исполняется прикладная задача. В системе X Window клиент генерирует инструкции по выводу изображений, а Х-сервер управляет терминалом, рисуя графические объекты и текст как реакцию на сообщения Х- клиента. Сервер также передает действия пользователя - нажатия на клавиши и движения мыши - любому Х-клиенту, т.е. прикладным программам, соответственно управляя ими.
Каждая станция имеет менеджера окон - специального Х-клиента, который контролирует вид всех графических объектов на экране. Менеджер окон устанавливает стиль окна, т. е. внешний вид и поведение оконной системы и, следовательно, управляет положением окон, изменением размеров, масштабированием и позиционированием в соответствии с командами пользователя.
Работа системы X Window не привязана к какому-либо определенному сетевому протоколу, но до сих пор она в основном использовалась с ОС UNIX, т. е. с протоколом TCP/IP, поэтому эти продукты часто ассоциируются один с другим, однако это разные решения для разных, хотя и связанных, задач.
