Подсистема алармов в SCADA системах

Состояние тревоги - в дальнейшем аларм (Alarm) - это некоторое сообщение, предупреждающее оператора о возникновении определенной ситуации, которая может привести к серьезным последствиям, и потому требующее его внимания, а часто и вмешательства. Принял ли оператор сообщение об аларме? Чтобы снять эти сомнения, в системах управления принято различать неподтвержденные и подтверж­денные алармы. Аларм считается подтвержденным после того, как оператор отреагиро­вал на сообщение об аларме. До этого аларм считается неподтвержденным.

Наряду с алармами в SCADA-системах существует понятие событий. События представ­ляют собой обычные статусные сообщения системы и не требуют реакции оператора. Обычно событие генерируется при возникновении в системе определенных условий (типа регистрации оператора в системе).

От эффективности подсистемы алармов зависит скорость идентификации неисправ­ности, возникшей в системе, или технологического параметра, вышедшего за установ­ленные регламентом границы. Быстродействие и надежность этой подсистемы могут существенно сократить время простоя технологического оборудования. Например, если оператор не получит вовремя информацию о том, что двигатель насоса перегрел­ся, это может привести в лучшем случае к выходу насоса из строя, а в худшем - к крупной аварии. Причины, вызывающие состояние аларма, могут быть самыми разными. Неисправность может возникнуть в самой SCADA-системе, в контроллерах, каналах связи, в технологическом оборудовании. Может выйти из строя датчик или нарушатся его метрологические характеристики. Параметры технологического процесса могут выйти за границы, установленные регламентом, и т. д.

Подсистема алармов - это обязательный компонент любой SCADA-системы. Но возможности подсистем алармов различных SCADA-систем разные. С другой стороны, когда речь идет о типах алармов, то все SCADA-системы поддерживают дискретные и аналоговые алармы.

Дискретные алармы срабатывают при изменении состояния дискретной переменной. При этом для срабатывания аларма можно использовать любое из двух состояний: TRUE/ON (1) или FALSE/OFF (0). По умолчанию дискретный аларм может срабатывать на ON или OFF, в зависимости от конкретной SCADA-системы.

Аналоговые алармы базируются на анализе выхода значений переменной за указанные верхние и нижние пределы. Аналоговые алармы задаются в нескольких комбинациях:

• High и High High (верхний и выше верхнего);

• Low и Low Low (нижний и ниже нижнего);

• Deviation (отклонение от нормы);

• ROC - Rate of Change (скорость изменения).

Рис. 3.1. Графическая интерпретация алармов типа Hi и HiHi

На рис. 3.1 видно, что алармы Hi и HiHi срабатывают при достижении переменной задан­ных для каждого аларма пределов (High Alarm, High High Alarm). Для выхода переменной из состояния аларма (HiHi или Hi) необходимо, чтобы ее значение стало меньше поро­гового на величину, называемую зоной нечувствительности (Deadband). Аналогично можно интерпретировать алармы типа Lo и LoLo.

Все вышеизложенное справедливо и для аларма типа Deviation (рис. 3.2), только речь в этом случае идет об отклонении значения переменной от заданного значения (Setpoint), причем это заданное значение в ходе технологического процесса может изменяться либо оператором, либо программно (автоматически).

Аларм сработает при выходе значения переменной за границу предельно допустимого отклонения.

Алармы типа ROC срабатывают, когда скорость изменения параметра становится боль­ше предельно допустимой. Понятие «зона нечувствительности» (Deadband) к алармам этого типа не применяется.

Рис. З.2. Графическая интерпретация алармов типа Deviation

2-й учебный вопрос:Алармы и события в SCADA системе InTouch

В InTouch имеются две системы алармов: стандартная и распределенная. Стандартная система используется для отображения информации и подтверждения всех аварийных ситуаций и событий, возникающих в локальном lnTouch-приложении.

Распределенная система расширяет возможности стандартной и позволяет подтверж­дать аварийные ситуации, генерируемые системами алармов других включенных в сеть lnTouch-приложении.

InTouch поддерживает возможность отображения, регистрации и печати информации как об алармах, связанных с аналоговыми или логическими переменными, так и о системных событиях.

В зависимости от своих характеристик алармы подразделяются на несколько категорий по типу (Туре) и классу (Class). Представление о типах и классах стандартной и распределенной систем можно получить из табл. 3.1.

Таблица 3.1

С lnTouch-переменной можно связывать алармы любого типа. В зависимости от типа переменной для нее можно определять один или более классов и типов алармов.

События в InTouch также делятся в зависимости от их характеристик на несколько общих категорий (Event Types). Типы событий одинаковы как для стандартной, так и для распределенной систем алармов (см. табл. 3.2.).

Таблица 3.2

Первые шесть событий выбираются автоматически при разрешении регистрации собы­тий. Для остальных трех событий разрешение регистрации устанавливается при определении переменной в словаре переменной.

3-й учебный вопрос:Приоритеты алармов в SCADA системе InTouch

Каждому аларму в InTouch соответствует некоторая величина, называемая приоритетом аларма. Этот приоритет характеризует важность данного аларма и принимает значения от 1 до 999 (наиболее серьезные алармы имеют приоритет 1). Организовав несколько диапазонов значений и связав алармы с каждым диапазоном, можно достаточно легко отфильтровать критические алармы от некритических. Выполнение анимационных функций, скриптов подтверждения, печать и просмотр информации также могут зависеть от приоритетов. В частности, возможно следующее распределение приоритетов по четырем группам важности алармов (табл. 3.3):

Таблица 3.3

При определении lnTouch-переменных и условий возникновения алармов каждый из них может связываться с определенным диапазоном при указании приоритета из этого диапазона. Определив уровни приоритетов, пользователь получает возможность просмотра и печати тех алармов, которые интересуют его в текущий момент.

4-й учебный вопрос:Группы алармов и их структуры в SCADA системе InTouch

Каждая переменная связывается с какой-либо группой алармов. Все эти группы определяются пользователем и могут быть объединены в иерархическую структуру. Это позволяет сгруппировать алармы в зависимости от их организации, схемы размещения оборудования, приоритетов и любых других признаков. Группы алармов являются полезным средством фильтрации вывода информации об алармах на экран дисплея или принтер.

С любой группой алармов можно связать как переменную, так и другую группу алармов. Взаимосвязи всех групп алармов представляются древовидной структурой, у которой в качестве корневой является группа $System. Если пользователь не определил группу алармов для конкретной переменной, то она по умолчанию связывается с корневой группой $System. А все определяемые группы алармов становятся потомками этой группы.

Иерархическая древовидная структура может иметь до восьми уровней, при этом каждая входящая в дерево группа может иметь до 16 подгруп (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Иерархическая древовидная структура групп алармов

Для создания таких групп в меню окна Window/Maker предусмотрена команда Special/Alarm Groups (Группы алармов), вызывающая появление диалога Alarm Groups (рис. 3.4). При определении переменных в словаре Tagname Dictionary нажатие кнопки Group (см. рис. 2.8) также выводит на экран этот диалог.

Рис. 3.4. Диалог Alarm Groups (Группы алармов)

Воспользовавшись кнопкой Add, можно добавить группу алармов, а также сформиро­вать древовидную структуру системы алармов, определяя родительские группы и группы-потомки. При этом открывается диалог (рис. 3.5) Add Alarm Group (Добавить группу алармов).

Кнопка Parent Group (родительская группа) предназначена для выбора родительской группы в древовидной структуре. В диалоге предусмотрено поле Comment (коммен­тарий) для ввода необязательного текста, комментирующего данную группу.

5-й учебный вопрос:Вывод информации об алармах в SCADA системе InTouch

Для отображения информации об аварийных ситуациях или событиях в InTouch предусмотрены два типа объектов (окон): Alarm Summary (Текущие алармы) и Alarm History (Архивная сводка алармов).

С помощью объекта «Текущие алармы» на экран дисплея выводится информация только о текущих подтвержденных или неподтвержденных алармах. В случае возврата пере­менной в нормальное состояние запись о ней исчезает из текущей аварийной сводки.

С помощью объекта «Архивная сводка алармов» на дисплей выводятся все данные об алармах и событиях, включая количество уже произошедших алармов данного типа, время подтверждения, время возврата переменных в нормальное состояние.

Создание системы алармов производится в несколько этапов:

• создание объекта (окна) вывода аварийной информации;

• конфигурирование окна вывода аварийной информации;

• форматирование сообщений;

• конфигурирование системы алармов (определение общих свойств алармов, свойств регистрации и печати).

Для создания объекта вывода алармов следует сначала вывести на экран диалоговое окно Wizard Selection (Выбор мастера). Это достигается нажатием кнопки Wizard в инструментарии InTouch. Далее производится выбор категории Alarm Displays (окна вывода алармов) в списке мастеров; в категории выбирается Standard Alarm Displays (стандартная система алармов). Осталось щелкнуть по Ok и вставить объект вывода аварийной информации в окно (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Стандартный объект вывода аварийной информации

Конфигурирование окна вывода аварийной информации производится в диалоге Alarm Configuration (Параметры окна вывода аварийной информации). Вызов этого диалога производится командой Special/Animation Links меню WindowMaker.

6-й учебный вопрос:Стандартная и распределенная система алармов в SCADA системе InTouch

Основное назначение стандартной системы - это отображение аварийных ситуаций и событий, возникающих на одном (локальном) lnTouch-приложении. Вместе с тем Wonderware предлагает использовать эту систему и для сетевых приложений.

При этом должно быть выполнено следующее требование: в каждом узле должна функционировать идентичная копия lnTouch-приложения и NetDDE. Одно из приложе­ний конфигурируется как сервер алармов, который снабжает аварийной информацией один или несколько удаленных узлов. Сохраняется возможность подтверждения отдельных алармов и групп алармов.

Для создания такой конфигурации системы алармов следует при определении параметров окна вывода аварийной информации (диалог Alarm Configuration, рис. 3.9) отметить опцию Server в поле Display Alarms для просмотра аварийной информации, накопленной узлом сервера.

На следующем этапе должно быть произведено конфигурирование сервера алармов в диалоге «Свойства WindowViewer» (рис. 3.12). Этот диалог вызывается командой Special/Configure/WindowViewer. Для быстрого вывода этого диалога надо дважды щелкнуть на строке WindowViewer группы Configure окна Application Explorer.

В группе Master/Slave Configuration (архитектура ведущий/подчиненный) в поле Server Node (имя серверного узла) следует ввести имя узла с сервером алармов, от которого удаленные узлы будут получать аварийную информацию.

Стандартную систему алармов рекомендуется использовать для идентичных InTouch-приложений. Распределенная система расширяет возможности стандартной и позво­ляет подтверждать аварийные ситуации, генерируемые системами алармов других включенных в сеть lnTouch-приложений.

Рис. 3.12. Диалог «Свойства WindowViewer»

Распределенная система имеет следующие характеристики:

• возможность отображения и подтверждения алармов любого lnTouch-узла сети;

• новый объект вывода с линейками прокрутки, настраиваемой шириной столбцов, возможностью выбора группы алармов, панелью состояния, динамическими типами вывода и различными цветами для разных приоритетов алармов;

• функции QuickScript, реализующие динамическое управление отображением и подтверждением алармов;

• механизм группирования, обеспечивающий одновременное обращение к нескольким контрольным группам разных приложений по одному имени;

• возможность добавления комментариев к аварийной информации при подтверждении алармов.

Поскольку распределенная система является расширением стандартной, то она обла­дает такими же параметрами, как и стандартная.