工程中的易用性

在上一篇文章(9月号，过程内部，工程中的易用性)中，我们讨论了工程管理软件如何帮助保持控制系统开发的正常进行，并研究了它如何应用于连续制造过程。

简单回顾一下，工程管理系统必须具备基本的核心功能:

• 能够让多个工程师同时在同一个项目上工作;

• 将工厂结构直接映射到应用软件中;

• 高效直观的连续流程配置;

• 高效直观的顺序流程配置;

• 工程控制策略和人机界面(HMI)软件之间的透明性;

• 所有工程方面的概述;而且,

• 安全功能集成。

前三点已在9月讨论过。在这里，我们将考虑剩下的部分。

连续的过程

每个制造过程都有必须按特定顺序进行的步骤。例如，阀门必须在泵启动之前打开，或者PID回路必须在过程开始时接合。一个给定的步骤必须等待前一个步骤已经发生的信号，然后才能开始。根据特定的条件或正在制造的产品，序列可能并不总是遵循相同的顺序，控制系统必须适应交替的分支或循环。给定的图表必须能够容纳多个流程策略，并显示每种策略的状态。控制系统应该支持备用状态和状态之间的转换。

由于单个组件可能涉及多个序列，系统应该允许重复使用给定的组件软件块。此外，当需要进行流程更改和调整时，中央修改能力对于最小化开销至关重要。操作员应该能够在任何时候看到步骤的顺序、当前步骤和转换条件，并且能够更改任何步骤的顺序或状态。该信息应该出现在流程窗口中，而不需要在工程阶段进行任何额外的工作，也不需要操作员修改任何编程。从这一点上，操作员可以手动启动、停止或中止步骤序列，并调整控制策略。

为了方便导航，实际的植物结构必须在软件中使用连续和连续的功能图的层次结构来映射。为了帮助操作人员导航，设备的图片应该遵循相同的层次结构，使用管道、反应堆等静态对象。动态对象、块图标或面板应该代表马达、阀门等，显示它们在运行时的状态。动态对象应提供点击功能，以显示系统使用控制策略的工程数据自动生成的面板。任何控制策略的修改都应该自动迁移到HMI。

此外，HMI应该有以下控制策略数据可用:

• 所有控制器中所有变量的地址和结构信息;

• 在功能块中定义的消息文本(如报警和警告消息);而且,

• 预选存档变量。

着眼大局

负责监督设计项目的工程师必须有一种机制来创建所有图表、块、图片、消息、档案等的概述。当这些数据被有效地排列时，只需单击几次鼠标就可以沿着树移动到任何所需的信息位。这个过程通常应该遵循与实际工厂过程相同的层次结构。这样，就可以很容易地检查或修改流程对象的任何方面，而不必启动大量的编辑功能。理想情况下，这个函数应该是非常直观的，不需要大量的记忆步骤。

通常，将进程对象划分为六个寄存器可以保持足够的分离，而不会产生过多的开销:

• -所有下属对象(连续功能图、顺序功能图、图片、报告等);

• 参数-所有工艺标签和连续功能图的连接点;

• 信号-外围设备的I/O连接点;

• 消息——显示和处理与过程标签和连续功能图相关的所有消息;

• 图片对象——所有过程标签和连续功能图在图片中显示的关联对象;而且,

• 测量值存档-操作站中显示的所有进程标记和块的存档连接。

使用这种方法，可以以多种方式选择或过滤数据，以简化搜索并增加有用的点击率。输入一个搜索参数，如“显示V100厂区内测量的所有范围限制”，可以检索到所有有用的可能性，而不会出现大量不相关的选择。

通常需要修改一组序列或一系列步骤中的相同步骤。系统应该做到这一点，而不需要逐个打开并一次又一次地重复这个过程。这节省了时间，并消除了对一个序列的修改与另一个序列不匹配的可能性。

综合安全功能

直到最近，自动化的安全功能都涉及特殊的硬件、软件，甚至布线，与标准的控制机制和设备分开。除了额外设备和电缆的成本外，所需的工程和维护费用也增加了。现在，技术的发展提供了将安全功能集成到更大的工厂控制系统中的方法，这些方法如下:

• 一个通用的控制和故障安全技术平台;

• 一个标准化的现场总线，其中标准和安全相关设备并行运行;而且,

• 一个用于标准和安全相关自动化技术的工程系统，以最大限度地减少设备、工程、维护和培训成本的投资。

一旦系统集成，当工厂出现故障或事故时，控制系统可以采取措施避免对工人、周围社区和设备造成伤害。如果故障严重到一定程度，电站应该自动进入安全状态。为了使这些功能正常工作，系统必须能够识别故障并正确确定故障的原因。这些功能通常符合特定的安全标准，也可能需要独立的认证。

设计安全功能首先要对各个工厂区域进行分类，以便给定的安全电路包括所有相关元素，包括控制设备、通信路径、执行器和传感器等。然后根据相关安全要求设计相应的软件块。

尽管有许多现场总线平台，但在一个系统上同时支持工厂控制和安全功能的要求缩小了选择范围。虽然建议具体的选择超出了本讨论的范围，但重要的是要确保控制模块和安全模块可以通过同一现场总线进行通信，以获得真正的可用节省。它还有助于设计系统支持的原因/结果矩阵的动态状态可视化，以便系统和操作员

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