Телемеханіка в енергопостачанні промислових підприємств - мнемосхеми та електроапаратура диспетчерських щитів та пультів. Автоматизована система диспетчерського управління електропостачанням АТ "УК ТМК" за допомогою мнемосхеми Електрична мнемосхема

Даний керівний матеріал замінює керівний матеріал РМ 4-65-68 «Креслення мнемонічних схем на щитах і пультах управління. Вказівки щодо оформлення». У ньому викладаються основні правила виконання креслень мнемосхем систем контролю та управління. У матеріалі не розглядається завдання визначення доцільності застосування мнемосхем, виявлення необхідного видумнемосхеми та інші завдання, які вирішуються проектувальниками при розробці функціональних схем систем контролю та управління.

Оскільки виконання мнемосхем належить до з завдань художнього конструювання, під час вирішення яких необхідний облік специфічних вимог технічної естетики та інженерної психології, цей матеріал не можна розглядати як документ, що жорстко регламентує конструювання мнемосхем. Він є посібником для проектування та його рекомендації необхідно враховувати разом з іншими вимогами, що мають місце під час проектування кожної конкретної системи контролю та управління.

1. ВВЕДЕННЯ

У режимі неавтоматичного керування об'єктом оператор стежить за відхиленнями параметрів від заданих значень. Ці відхилення можна розглядати як вихідні величини, що змінюються внаслідок зміни вхідних впливів, що обурюють. Впливаючи на причину відхилення, якщо це можливо, або на іншу вхідну величину, зміна якої може компенсувати причину відхилення (обурююча дія), оператор управляє об'єктом.

З вищевикладеного випливає, що оператору в процесі управління необхідно виявляти причинно-наслідкові взаємозв'язки для вибору органів управління, які дозволять найбільш успішно ліквідувати небажані відхилення. Оскільки аналогічні відхилення одного й того ж параметра можуть викликатися різними причинами - обуреннями, що впливають різними каналами - входами, виявлення необхідних органів управління є складним завданням. Одним із способів допомоги оператору у виявленні необхідних йому причинно-наслідкових взаємозв'язків є застосування мнемонічних схем.

Мнемосхеми є графічними зображеннямикерованих технологічних об'єктів і, як правило, мають конструюватися з урахуванням вимог технічної естетики та інженерної психології. З цієї причини в особливо відповідальних випадках, наприклад, при проектуванні мнемосхем для типових об'єктів, у їх розробці мають брати участь фахівці з художнього конструювання (дизайнери). З основами художнього конструювання та ергономіки можна ознайомитись за такою літературою:

1. Йоганек Т. та ін. Технічна естетика та культура виробів. М., 1969;

2. Сомов Ю.С. Композиція у техніці. М., 1972;

3. Сидоров О.А. Фізіологічні чинники людини, що визначають компонування поста керування машиною. М.,1962.

Прикладений до цього матеріалу приклад мнемосхеми призначений лише для демонстрацій застосування рекомендацій даного матеріалупри розробці мнемосхем. Типи та модифікації комплектуючих виробів, застосованих у прикладі, слід розглядати як рекомендовані. Їх використання в прикладі не означає, що саме цим виробам слід надавати перевагу при конструюванні мнемосхем.

2. РОЛЬ МНЕМОСХЕМИ У СИСТЕМІ УПРАВЛІННЯ

Логіка, що лежить в основі заходів, які вживає оператор для ліквідації анормальних відхилень ходу технологічного процесу, багато в чому аналогічна логіці роботи майстра, що ремонтує складні електричні та інші промислові апарати та системи. Знання та розуміння технологічної схеми керованого (або ремонтованого) об'єкта є необхідною передумовою успішної роботияк оператора, і ремонтника. Саме з цієї причини для об'єктів зі складною, важко запам'ятовується або оперативно змінюваною технологічною схемою іноді буває доцільно розміщувати на щиті (або пульті) управління умовне спрощене графічне зображення керованого технологічного об'єкта, тобто застосовувати мнемосхему.

3. ДЕЯКІ ПРАВИЛА КОНСТРУЮВАННЯ МНЕМОСХЕМ

Про необхідність урахування вимог технічної естетики та інженерної психології при розробці мнемосхем вказувалося у запровадженні даного матеріалу. З вищевикладеного випливає, що принаймні в складних випадках, у створенні мнемосхем має брати участь фахівець із художнього конструювання. У більш простих випадках розробку мнемосхем достатньо виконувати, керуючись нижченаведеними правилами, дотримання яких зазвичай дає прийнятні результати:

а) на мнемосхеме нічого не винні показуватися другорядні елементи технологічного процесу, відволікають увагу оператора і утрудняють пошук потрібних йому органів інформації та управління;

б) мнемосхема повинна давати оператору можливість швидкої загальної оцінки процесу. Тому на ній повинні бути відображені всі основні контури управління, однак ступінь деталізації не повинен бути надмірним, що ускладнює оцінку перебігу процесу;

в) зображення схеми процесу має бути не тільки красивим, а й досить компактним, доступним для огляду;

г) щільність розміщення символів на полі мнемосхеми не повинна бути надмірною. Вона повинна дозволяти вносити необхідні зміни надалі, якщо модифіковано технологію виробництва (схема процесу);

д) напрям основного технологічного потоку на мнемосхемі, як правило, повинен прийматися відповідно до загальноприйнятих напрямів листа та читання: зліва направо;

е) символи технологічних апаратів, що відносяться до однієї виробничої ділянки, повинні зображуватися на полі мнемосхеми поблизу один одного загальною групою. У межах таких груп слід розміщувати символи приблизно рівномірно. Такі групи слід виділяти відокремленням їх одна від одної;

ж) символи технологічних апаратів необхідно розміщувати на полі мнемосхеми таким чином, щоб звести до мінімуму кількість перетинів ліній мнемосхеми;

з) лінії технологічних потоків між символами апаратів слід проводити найкоротшим шляхом, але дотримуючись вимог п. ж;

і) на лініях технологічних потоків через зручні для оператора інтервали, як правило, біля апаратів, слід розміщувати стрілки «напрямок потоку»;

к) усі лінії технологічних потоків, які не закінчуються символами, повинні закінчуватися стрілкою «напрямок потоку» і, якщо це необхідно, пояснюючим написом».

4. СИМВОЛИ

Символи мнемосхем є спрощені зображення технологічних апаратів та інших пристроїв, що показуються на мнемосхемі. Символи технологічних апаратів, як правило, повинні бути приблизно подібними до відповідних апаратів.

Дотримання будь-якого одного для всієї мнемосхеми масштабного співвідношення між фактичними розмірами технологічних апаратів та відповідних символів, як правило, недоцільно.

Розміри (величини) символів повинні братися з урахуванням дистанції читання мнемосхеми оператором. Символами великих розмірів слід зображати відповідальні апарати (якщо розміри поля мнемосхеми це дозволяють), що також необхідно при розміщенні в символах органів контролю, сигналізації та управління.

Мінімально допустимі розміри символів з точки зору їх різниці оператором з відстані l, Визначається наступною формулою:

де S- Розмір символу;

l- відстань до символу по лінії погляду (у тих самих одиницях виміру, як і S);

a - кут зору ( кутовий розмір) у кутових хвилинах (").

Для символів не складної форми(всередині та зовні контуру символу є нескладні деталі) a = 21" ? 1" за нормальних умов освітлення.

Для символів складної форми величину a слід приймати рівною 35", для найменших деталей - ? = 6". Наведені вище цифри є мінімальними. Чи оптимальна величина символу, що забезпечує найбільш швидке зчитування, відповідає? =40" Розміри символів, що застосовуються при розробці креслень мнемосхем, слід перевіряти на їх розрізнення із заданої дистанції читання за графіком додаток 1, побудованим за формулою (1).

Щільність символів на мнемосхемі, тобто відстань між сусідніми символами кутових величинах, має бути не менше 40". Символи різних технологічних ліній повинні розноситися на великі відстані.

Накладні символи, як правило, слід виготовляти з листового дюралюмінію завтовшки 1 – 2 мм. За домовленістю із заводом-виробником мнемосхем символи та лінії можуть бути виконані і з інших матеріалів, наприклад із пластичних мас.

Лінії технологічних потоків, а також імпульсні та командні лінії приладів та регуляторів повинні зображуватися накладними смугами з дюралюмінію. Ширину смуг доцільно приймати з ряду 4, 6, 8, 10 і 12 мм, причому лінії технологічних потоків повинні бути не менш ніж у два рази ширші за імпульсні та командні лінії. Лінії тонші (вже) 4 мм слід наносити фарбою (фарбовані лінії). На розсуд проектувальника, деякі символи можуть прийматися альбомом «Символи елементів мнемосхем щитів і пультів управління» (позначення 4.855.600 - 4.855.723), ДПІ ПМА, 1973.

Розміри шрифтів написів на мнемосхемах повинні прийматися з урахуванням відстаней, з яких читатимуться ці написи. Прийнятий для напису розмір шрифту слід перевіряти на далекоглядність за додатком 2.

5. ФАРБИ І КВІТКИ

Велика різноманітність технологічних середовищ та їх параметрів ускладнює стандартизацію номенклатури кольорів та їх відтінків для зображення технологічних ліній та апаратів на мнемосхемах. Як правило, кольори технологічних апаратів та ліній повинні приблизно збігатися з фактичним забарвленням технологічних агрегатів та трубопроводів за ГОСТ 14202-69 «Трубопроводи промислових підприємств. Розпізнавальне забарвлення, попереджувальні знаки та маркувальні щитки».

Обмеженість номенклатури кольорів, передбачених цим стандартом, робить доцільним застосування цих кольорів, головним чином для зображення основних технологічних середовищ.

Допоміжні середовища доводиться зображувати з відступом від приписів цього стандарту, відповідно до рекомендацій фахівців з ергономіки та проектувальників технологічної частини об'єкта, що проектується.

Як правило, трубопровід на схемі зображується двома паралельними лініями (як поздовжній переріз трубопроводу). Оскільки креслення мнемосхем зазвичай не розфарбовуються, то, для зображення кольорів на кресленні, кожному кольору, що зображує технологічне середовище, присвоюється число, що позначає колір (середовище), яке має вказуватися у розривах осьових ліній. Відстань між сусідніми числами в лінії має бути не меншою за 50 мм, див. рис. 1a.

а) дволінійне зображення; б) однолінійне зображення

Числа, що позначають кольори, що відповідають технологічним середовищам, слід надавати, починаючи з головної, у порядку зменшення важливості її для технології автоматизованого процесу.

Технологічні лінії мнемосхем шириною 4 мм і менше допускається зображати однією лінією, див. 1б.

Зважаючи на велику різноманітність кольорів, що застосовуються в мнемосхемах, для їх розмальовки доцільно використовувати масляні художні фарби першої групи за СТУ 30-12186-61. Мнемосхеми, що використовують кольори, передбачені номенклатурою фарб у ГОСТ 6465-63 та ГОСТ 926-63, допустимо розфарбовувати емалями ПФ-115 та ПФ-133 та іншими емалями, придатними для нанесення пензлем.

6. КРЕСЛЕННЯ МНЕМОСХЕМИ

Як правило, креслення мнемосхеми має виконуватися у вигляді окремого креслення у масштабі М1:2. Інші стандартні масштаби можуть застосовуватись лише в обґрунтованих випадках.

Креслення мнемосхеми має містити такі відомості:

а) габаритні розміримнемосхеми та місце її розміщення на щиті або пульті. Менімосхеми повинні розміщуватися в зручних для оператора зонах щита (пульта) управління. За наявності в мнемосхемі органів управління (ключів, кнопок) розміщення мнемосхеми має забезпечувати зручність користування ними. У цьому випадку органи управління повинні розміщуватись на мнемосхемі на висоті 550 - 1600 мм від рівня підлоги приміщення управління;

б) масштабне зображення мнемосхеми, у якому закоординовано розміщення основних символів технологічних апаратів. Координати символів допускається не вказувати, якщо про це є домовленість із заводом-виробником мнемосхеми.

При побудові та розміщенні символів, що містять вбудовані в них сигнальні лампи, кнопки тощо, необхідно враховувати конструктивні особливостівбудованих виробів, можливість та зручність їх монтажу та обслуговування;

в) кольори всіх символів, ліній технологічних потоків, імпульсних та командних ліній приладів та регуляторів. Рекомендації див. у розділі 5 цього матеріалу;

г) типи, кольори та кількість вбудованих у символи ламп, кнопок та інших виробів;

д) пояснювальні написи, стрілки «напрямок потоку» і, якщо це необхідно, позначення контрольованих точок вимірювання та параметрів;

е) номери позицій апаратури мнемосхеми за замовленою специфікацією та її позначення за електричними (пневматичними) схемами;

ж) розміри символів та матеріал, з якого вони виготовляються;

з) вказівки про фарби для розфарбовування символів та ліній. розділ 5 цього матеріалу;

і) номери креслень типових конструкцій;

к) вказівки про кріплення символів та ліній мнемосхеми. Як правило, вибір способу кріплення символів слід надавати заводу-виробнику, про що робиться вказівка ​​на полі креслення на кшталт: «Кріплення символів мнемосхеми робити за нормалями заводу-виробника».

Основний напис, список складових частин, перелік апаратури та таблиця умовних позначеньповинні виконуватись за формами керівного матеріалу РМ 4-59-70.

Приклад оформлення креслення мнемосхеми прикладено до справжнього керівного матеріалу.

Додаток 1

Мінімальні розміри символів та їх деталей в залежності від дистанції читання (див. розділ 4)

Додаток 2

Розмір шрифту написів в залежності від дистанцій читання

Сторінка 15 з 20

Обладнання заводу "Електропульт".

Секційні мозаїчні диспетчерські щити заводу «Електропульт» переважно служать розміщувати мнемонічних схем електроенергетичних об'єктів (електростанцій, підстанцій, ліній електропередачі).
За способом відтворення інформації на мнемосхемі щити виготовляються мімічними та світловими. На мнемосхемах мімічних щитів положення окремих комутаційних апаратів контрольованих об'єктів ( масляних вимикачів, автоматів, роз'єднувачів тощо) відтворюється положенням апарата (ключа) - символу на щиті. При надходженні через пристрій телемеханіки сигналу невідповідності між дійсним положенням комутаційного апарату та символу на щиті, в останньому загоряється сигнальна лампа. При наведенні диспетчером символу в положення відповідності лампа гасне. Під світловими розуміються щити, на мнемосхемах яких положення комутаційних апаратів контрольованих об'єктів відтворюється загорянням сигнальних ламп різного кольору. Як уже зазначалося, фасадне поле щита складається зі знімних елементів розміром 40х40 мм, виконаних з пластмаси.
за конструктивному виконаннюзнімні елементи поділяються на два основні види:
елементи, призначені для нанесення на них лицьові поверхніумовних позначень шин, ліній, трансформаторів тощо, а також елементи без позначень, призначені для заповнення вільних полів щита;
елементи, призначені для утопленого монтажу мімічних або світящих символів обладнання, ключів та кнопок керування, арматур сигнальних ламп тощо.
Для кріплення на перфорованих платах елементів першого виду в їх конструкції передбачені дві клямки і два фіксуючі виступи, виконані з матеріалу елемента (рис. 29).
В елементах другого виду (рис. 30) засувки та фіксуючі виступи відсутні. Кріплення цих елементів на перфорованих платах здійснюється за допомогою кріпильних скоб, що відносяться до апаратури, що монтується, і спеціальних "шайб прямокутної форми.
Прийнятий спосіб кріплення знімних елементів забезпечує можливість їх швидкої установкичи заміни на панелях щитів без застосування спеціального інструменту.

Рис. 29. Загальний виглядта кріплення елементів без вбудованої апаратури мозаїчного щита заводу «Електропульт».
Для позначення на мнемосхемах операцій виведення обладнання в ремонт, відключення захисту, накладання захисного заземленняі т. п. на лицьових сторонах знімних елементів другого виду передбачені отвори, що допускають навішування прапорців з відповідними попереджувальними знаками.

Рис. 30. Общин вид та кріплення елементів із вбудованою апаратурою мозаїчного щита заводу «Електропульт».

Мнемонічні позначення ділянок схем та устаткування на знімних елементах, крім символів генераторів, вимикачів і роз'єднувачів, виконуються накладними з алюмінію товщиною 1,5 мм. Для умовного позначення ступенів напруги всі елементи мнемосхем фарбуються емалями різних кольорів. Різного родунаписи та буквено-цифрові позначення в мнемонічних схемах виконуються або накладними цифрами та літерами висотою 25 мм (два знаки на елементі), або способом гравіювання безпосередньо на лицьовій сторонізнімних елементів цифр і букв висотою 12 (чотири знаки на елементі у два ряди) або 8 мм (шість знаків на елементі у три ряди). На рис. 31 показана приклад мнемосхема підстанції, виконана на мозаїчних елементах заводу «Електропульт».
Основними комутаційними апаратами, що встановлюються в мнемосхем диспетчерського щита, є символи типів СВМ-1 і СВМ-2, двопозиційні арретирні та безарретирні ключі типів KTC-I.
КТС-І, KT-I, кт II та кнт.
Символи типу СВМ дозволяють мімічно відображати в мнемосхемах стан вимикача (включений або вимкнений) і оптично відтворювати сигнали, що надходять через пристрій ТУ - ТС, про невідповідність позиції мімічного покажчика символу дійсної позиції вимикача та порушення режиму на КП.


РНР. 31. Менімосхема підстанції на елементах мозаїчного щита заводу «Електропульт».

У положенні «Увімкнено» (рис. 32) поворотний покажчик символу СВМ піднято. Колір його збігається із кольором символів шин чи ліній. При поворотному покажчику колір символу відрізняється від кольору зазначених символів.
Ключі типу КТС використовуються як символом (аналогічно СВМ), так і як перемикач різних електричних ланцюгіву схемах телеуправління та телесигналізації.
Ключі типу КТ, що відрізняються від ключів типу КТС відсутністю вбудованої сигнальної лампи, використовуються в ланцюгах телемеханіки, де не потрібна оптична сигналізація невідповідності, наприклад в ланцюгах включення та відключення телемеханічного пристрою. Ключі типу KHT-I є двопозиційним перемикаючим пристроєм зі зворотним приводом кнопкового типу. Вони використовуються в загальних ланцюгах телемеханіки та як індивідуальні ключі виклику телевимірювання.
На рис. 33 для прикладу показані монтажні зображення контактних груп телемеханічних ключів, номер яких відповідає номеру заводського контактної групи. У цьому рис. 33а показаний приклад зображення ключа, такого, як KTC-I або KTC-II з вбудованою лампою, а на рис. 33 б - без вбудованої лампи, наприклад для ключів KT-I, KT-II або KHT-I. Розташування контактних груп на малюнку показано з монтажного боку.
Контакти цих ключів розраховані на тривале проходження та розрив струму 0,25 А при напрузі 60, а вбудовані комутаторні лампи типу КМ - на напругу 24, 48 і 60 В.

Обладнання заводу "Промавтоматика".

Секційні мозаїчні диспетчерські Щити заводу «Промавтоматика» служать розміщувати ними мнемонічних схем будь-яких енергетичних об'єктів, технологічних ліній, трубопроводів тощо.

Рис. 32. Символ типу СВМ телесигналізації двопозиційного об'єкта.
На секційному диспетчерському щитітипу ШДСМ-1 мнемосхема відтворюється за принципом мімічного щита.
Елементи мнемосхеми виготовляються з листового органічного скла, фарбуються нітроемалями відповідних кольорів та наклеюються на мозаїчні елементи щита. Кожен мозаїчний елемент із наклеєним на нього ділянкою мнемосхеми можна вийняти з комірки без порушення всієї мнемосхеми.
Написи на щиті виконуються пластмасовими літерами та цифрами білого кольорувисотою 16 та 32 мм, які наклеюються на мозаїчні елементи.


Рис. 33. Монтажне зображення телемеханічних ключів.
а -з рукояткою, що світиться; б -без рукоятки, що світиться.

Дрібні написи виконуються гравіюванням на пластмасових шильдиках, розміри яких не повинні перевищувати розмірів мозаїчного елемента, що знімається.
На рис. 34 показана приклад мнемосхема насосної станції, виконана на мозаїчних елементах заводу «Промавтоматика».
У мозаїчні елементи може вбудовуватись наступна Командно-квітувальна апаратура: ключі, арматура сигнальної лампи АСКМ, символ роз'єднувача СР-2. При цьому застосовуються мозаїчні елементи із спеціальними вирізами під ці апарати. Основними комутаційними апаратами є ключі типу КУ.
Ключі управління КУ призначені для комутації електричних ланцюгів та сигналізації положення керованих об'єктів систем телемеханіки в мнемонічних схемах диспетчерських щитів та пультів, а також для використання у схемах управління, сигналізації та захисту з напругою до 220 В постійного та змінного струму промислової частоти. Дія ключа заснована на принципі замикання нерухомих контактів рухомими при повороті ручкою механізму перемикання. 9
Ключ має вбудовану арматуру для встановлення сигнальної лампи типу КМ напругою до 60 В. Конструкція ключа забезпечує можливість заміни сигнальної лампи за допомогою лампознімача без вилучення ключа з панелі та його розбирання.
Висновки нерухомих контактів пронумеровані та виконані з розрахунком приєднання відхідних проводів за допомогою паяння.
Підключення ключів до схем здійснюється за допомогою прямокутних мініатюрних роз'ємів РПМ,


Рис. 34. Менімосхема насосної станції на мозаїчних елементах заводу «Промавтоматика».
що складаються з розетки РГ1Н-1-5 та вилки РН2Н-1-29. Рознімання розраховані на підпаювання до кожного контакту провідника перетином до 0,35 мм2.
Ключі випускаються двох типів: КУА - ключ керування з двома фіксованими комутаційними положеннями; КУБ - ключ управління з механізмом самоповернення у фіксоване вихідне комутаційне

Положення та з двома нефіксованими комутаційними положеннями.
За кількістю контактних груп та схемами замикання контактів випускаються сім варіантів виконання ключів.

Інформація, яка виводиться на мнемосхему, може бути представлена ​​у вигляді аналогового, дискретного та релейного сигналу, а також графічно. Наочно відображаючи структуру системи, мнемосхема полегшує оператору запам'ятовування схем об'єктів, взаємозв'язок між параметрами, призначення приладів та органів управління. У процесі управління мнемосхема є для оператора найважливішим джерелом інформації про поточний стан системи, характер і структуру процесів, що протікають у ній, у тому числі пов'язаних з порушенням технологічних режимів, аваріями тощо.

На мнемосхемах відбивається основне устаткування, сигнали, стан регулюючих органів. Мнемосхеми можуть відображати як загальну картину стану системи, технологічного процесу, так і стан окремих агрегатів, пристроїв, значення параметрів і т. п. Допоміжний і довідковий матеріал має бути розташований у додаткові формивідображення з можливостями максимально швидкого вилучення цих допоміжних форм на екран.

Мнемосхеми допомагають оператору, що працює в умовах великої кількості інформації, що надходить, полегшити процес інформаційного пошуку, підкоривши його певній логіці, що диктується реальними зв'язками параметрів контрольованого об'єкта. Вони полегшують оператору логічну систематизацію та обробку інформації, що надходить, допомагають здійсненню технічної діагностики при відхиленнях процесу від норми, забезпечують зовнішню опору для вироблення оптимальних рішеньта формування керуючих впливів.

Мнемосхеми ефективно використовують у випадках, коли

• керований об'єкт має складну технологічну схемуі велике числоконтрольованих параметрів;

• технологічна схема об'єкта може оперативно змінюватися у процесі роботи.

В основі мнемосхем лежать кілька основних принципів

• принцип лаконічності, згідно з яким мнемосхема повинна бути простою, не повинна містити зайвих, затемнюючих елементів, а інформація, що відображається, повинна бути чіткою, конкретною і короткою, зручною для сприйняття і подальшої переробки.

• принцип узагальнення та уніфікації передбачає вимогу, згідно з якою треба виділяти та використовувати найбільш суттєві особливості керованих об'єктів, тобто на мнемосхемі не слід застосовувати елементи, що позначають несуттєві конструктивні особливості системи, а символи подібних об'єктів та процесів необхідно по можливості об'єднувати та уніфікувати.

• принцип акценту - до елементів контролю та управління на мнемосхемах насамперед необхідно виділяти розмірами, формою чи кольором елементи, найбільш суттєві з метою оцінки стану, прийняття рішення та на керований об'єкт.

• принцип автономності передбачає необхідність відокремлення один від одного ділянок мнемосхеми, що відповідають автономно контрольованим та керованим об'єктам та агрегатам. Ці відокремлені ділянки повинні бути чітко відмежовані від інших і згідно з принципом структурності повинні мати завершену структуру, що легко запам'ятовується і відрізняється від інших. Структура має відбивати характер об'єкта та її основні властивості.

• принципом просторового співвіднесення елементів контролю та управління розташування контрольно-вимірювальних та індикаторних приладів - має бути чітко узгоджено з розташуванням відповідних їм елементів управління, тобто повинен дотримуватися закону спільності стимулу та реакції.

• принцип використання звичних асоціацій та стереотипів передбачає застосування на мнемосхемах таких умовних позначень параметрів, які асоціюють із загальноприйнятими літерними позначеннямицих параметрів. Бажано застосовувати, якщо це можливо, замість абстрактних знаків символи, що асоціюються з об'єктами та процесами.

Головне завдання мнемосхеми

Відображення логіки контрольованих та керованих процесів, сприяти спрощенню пошуку та впізнання потрібної інформації та оперативному прийняттю правильних рішень.

Класифікація мнемосхем на кшталт

Операторські

Відображають, як правило, єдиний просторово зосереджений технологічний комплекс. Залежно від того, виконує оператор будь-які перемикання безпосередньо на мнемосхемі або вона є суто інформаційним пристроєм, операторські мнемосхеми поділяються на оперативні та неоперативні.

• оперативні мнемосхеми поряд з різними пристроямивідображення, приладами, образотворчими та сигнальними елементами мають органи керування індивідуального або викликного типу.
• неоперативні

Диспетчерські

Відображають розосереджену систему, що включає різноманітні технологічні комплекси, об'єкти, агрегати. Залежно від того, виконує оператор будь-які перемикання безпосередньо на мнемосхемі або вона є суто інформаційним пристроєм, диспетчерські підрозділяються - на світлові та мімічні.

• світлові
• мімічні - ручні перемикачі для зняття сигналів та приведення відображення стану об'єкта на мнемосхемі у відповідності з його реальним станом.

Операторські та диспетчерські мнемосхеми істотно відрізняються ступенем деталізації та подробицею відображення окремих об'єктів контролю та управління.

Індивідуальні

Індивідуальні або однооб'єктні мнемосхеми - мнемосхеми, у яких кожен інформаційний елемент пов'язаний тільки з одним датчиком, тобто ділянки схеми постійно підключені до тих самих керованих об'єктів.

Викличні

Викликові мнемосхеми чи виборчі (багатооб'єктні) - мнемосхеми, які ділянки можуть періодично чи за необхідності підключатися до кількох об'єктів, мають однакову структуру, називаються визовними чи виборчими (багатооб'єктними). У викликних мнемосхемах можуть підключатися або той чи інший об'єкт, або той чи інший датчик одного об'єкта. За допомогою викличної мнемосхеми можна значно скоротити розміри панелі, заощадити в приладах та СОІ, полегшити умови роботи оператора за рахунок зменшення поля зору та спрощення схеми.

Постійні

Постійна мнемосхема - мнемосхема, де постійно відображається та сама схема об'єкта. У змінних мнемосхемах зображення в процесі роботи може суттєво змінюватись залежно від режимів роботи об'єкта (пускова схема, схема нормальної роботи, аварійна схема тощо).

Класифікація мнемосхем на вигляд

Розташування

• окремих панелях
• надбудові до приладового щита
• приставці до пульта
• робочої панелі пульта

Інформація на мнемосхемі

• аналогова
• аналого-дискретна
• дискретна

Умовні позначення об'єкта, агрегату, технологічної лінії та іншого обладнання

• плоскі
• рельєфні
• об'ємні

Спосіб кодування

• умовний
• символічний

Умовні знаки на мнемосхемах

Умовні знаки не мають жодної зовнішньої подібності і не створюють зорових асоціацій з відображуваними об'єктами та явищами.

При розробці мнемосхем важливий оптимальний вибірформ використовуваних символів. За формою символи повинні бути замкнутим контуром. Допоміжні елементиі лінії не повинні перетинати контур символу або будь-яким іншим способом ускладнювати читання.

Підвищені вимоги повинні бути пред'явлені до символів, що сигналізують функціональний (особливий аварійний) стан окремих агрегатів або об'єктів.

Сполучні лінії на мнемосхемі

Повинні бути прямими та суцільними. При компонуванні мнемосхеми необхідно прагнути, щоб з'єднувальні лінії були можливо коротшими і мали найменшу кількість перетинів.

Специфіка роботи з мнемосхемами

Працюючи з мнемосхемами, мають значні розміри і безліч об'єктів різних кольорів і яскравостей, зорова система оператора піддається великому навантаженню. Тому не допускається використання в велику кількістьквітів, які швидко втомлюють око – червоного, фіолетового, пурпурового. Як фон мнемосхем рекомендується застосовувати малонасичені кольори середньої частоти спектра.

Оцінка мнемосхем

Відбувається за двома параметрами

1. Коефіцієнт інформативності – відношення числа пасивних елементів та активних.
2. Коефіцієнт заповнення поля - відношення числа пасивних елементів мнемосхем до загальному числуелементів мнемосхеми.

Напишіть відгук про статтю "Мнемосхема"

Посилання

Уривок, що характеризує Мнемосхема

Імператор пригнув вухо, трохи нахмурившись і показуючи, що він не почув.
- Чекаю, ваша величність, - повторив Кутузов (князь Андрій помітив, що у Кутузова неприродно здригнулася верхня губа, коли він говорив це чекаю). - Не всі колони ще зібралися, ваша величність.
Государ почув, але ця відповідь, мабуть, не сподобалася йому; він знизав сутулими плечима, глянув на Новосильцева, що стояв поруч, ніби поглядом цим скаржачись на Кутузова.
- Адже ми не на Царициному лузі, Михайле Ларіоновичу, де не починають параду, поки не прийдуть усі полки, - сказав пан, знову глянувши в очі імператору Францу, ніби запрошуючи його, якщо не взяти участь, то прислухатися до того, що він каже; але імператор Франц, продовжуючи озиратися, не слухав.
- Тому й не починаю, пане, - сказав звучним голосом Кутузов, ніби попереджаючи можливість не бути почутим, і в особі його ще раз щось здригнулося. - Тому й не починаю, пане, що ми не на параді і не на Царициному лузі, - вимовив він ясно і виразно.
У свиті государя на всіх обличчях, що миттєво переглянулися один з одним, висловилося нарікання і докір. «Як він не старий, він не повинен би, не повинен би говорити так», висловили ці особи.
Государ уважно й уважно глянув у вічі Кутузову, чекаючи, чи не скаже він чого. Але Кутузов, зі свого боку, шанобливо нахиливши голову, теж, здавалося, чекав. Мовчання тривало близько хвилини.
- Втім, якщо накажете, ваша величність, - сказав Кутузов, підводячи голову і знову змінюючи тон на колишній тон тупого, нерозважливого, але підкореного генерала.
Він торкнув коня і, покликавши начальника колони Милорадовича, передав йому наказ до наступу.
Військо знову заворушилося, і два батальйони Новгородського полку і батальйон Апшеронського полку рушили вперед повз государя.
Коли проходив цей Апшеронський батальйон, рум'яний Милорадович, без шинелі, в мундирі та орденах і з капелюхом з величезним султаном, одягненим набік і з поля, марш марш вискакав уперед і, молодецьки салютуя, обложив коня перед государем.
- З Богом, генерале, - сказав йому государ.
- Ma foi, sire, nous ferons ce que qui sera dans notre possibilite, sire, [Право, ваша величність, ми зробимо, що буде нам можливо зробити, ваша величність,] - відповів він весело, проте викликаючи насмішкувату посмішку у панів почти государя своєю поганою французькою доганою.
Милорадович круто повернув свого коня і став дещо позаду государя. Апшеронці, збуджені присутністю государя, молодецьким, жвавим кроком відбиваючи ногу, проходили повз імператорів та його почты.
- Хлопці! — крикнув гучним, самовпевненим і веселим голосом Мілорадович, мабуть, настільки збуджений звуками стрілянини, очікуванням битви і виглядом молодців апшеронців, ще своїх суворовських товаришів, що жваво проходили повз імператорів, що забув про присутність государя. - Хлопці, вам не перше село брати! – крикнув він.
– Раді старатися! – прокричали солдати.
Кінь государя шарахнувся від несподіваного крику. Коня ця, що носила государя ще на оглядах у Росії, тут, на Аустерлицькому полі, несла свого сідока, витримуючи його розсіяні удари лівою ногою, насторожувала вуха від звуків пострілів, так само, як вона робила це на Марсовому полі, не розуміючи значення ні цих пострілів, що чулися, ні сусідства вороного жеребця імператора Франца, ні всього того, що говорив, думав, відчував цього дня той, хто їхав на ній.
Государ із посмішкою звернувся до одного зі своїх наближених, вказуючи на молодців апшеронців, і щось сказав йому.

Кутузов, який супроводжував свої ад'ютанти, поїхав кроком за карабінерами.
Проїхавши з півверсти у хвості колони, він зупинився біля самотнього покинутого будинку (ймовірно, колишнього корчми) біля розгалуження двох доріг. Обидві дороги спускалися під гору, і обома йшли війська.
Туман починав розходитися, і невизначено, верст за дві відстані, виднілися вже ворожі війська на протилежних пагорбах. Ліворуч унизу стрілянина ставала чутнішою. Кутузов зупинився, розмовляючи з австрійським генералом. Князь Андрій, стоячи трохи позаду, вдивлявся в них і, бажаючи попросити зорову трубу в ад'ютанта, звернувся до нього.
– Подивіться, подивіться, – казав цей ад'ютант, дивлячись не на дальнє військо, а вниз по горі перед собою. – Це французи!
Два генерали і ад'ютанти почали хапатися за трубу, вириваючи її один в одного. Всі обличчя раптом змінилися, і на всіх виявився жах. Французів припускали за дві версти від нас, а вони раптом з'явилися, несподівано перед нами.
- Це ворог? ... Ні! ... Так, дивіться, він ... напевно ... Що ж це? – почулися голоси.
Князь Андрій простим оком побачив унизу густу колону французів, що піднімалася назустріч апшеронцям, не далі п'ятисот кроків від того місця, де стояв Кутузов.
«Ось вона, настала рішуча хвилина! Дійшло до мене справа», подумав князь Андрій, і вдаривши коня, під'їхав до Кутузова. «Треба зупинити апшеронців, – закричав він, – ваше превосходительство!» Але в ту ж мить все застелілося димом, пролунала близька стрілянина, і наївно зляканий голос за два кроки від князя Андрія закричав: «Ну, братики, шабаш!» І начебто голос цей був команда. Цим голосом усе кинулося тікати.
Змішані, натовпи, що все збільшуються, бігли назад до того місця, де п'ять хвилин тому війська проходили повз імператорів. Не тільки важко було зупинити цей натовп, але неможливо було самим не податись назад разом з натовпом.
Болконський тільки намагався не відставати від неї і озирався, дивуючись і не в силах зрозуміти того, що робилося перед ним. Несвицький з озлобленим виглядом, червоний і на себе не схожий, кричав Кутузову, що якщо він не поїде зараз, його буде взято в полон напевно. Кутузов стояв тому ж місці і, не відповідаючи, діставав хустку. З його щоки текла кров. Князь Андрій протіснився до нього.
– Ви поранені? - Запитав він, ледве утримуючи тремтіння нижньої щелепи.
– Рани не тут, а ось де! - Сказав Кутузов, притискаючи хустку до пораненої щоки і вказуючи на біжать. – Зупиніть їх! - крикнув він і в той же час, мабуть переконаючись, що неможливо було їх зупинити, вдарив коня і поїхав праворуч.
Натовп, що знову нахлинув, захопив його з собою і потягнув назад.
Війська бігли таким густим натовпом, що, влучивши в середину натовпу, важко було з нього вибратися. Хтось кричав: «Пішов! що забарився?» Хто одразу, обертаючись, стріляв у повітря; хто бив коня, яким їхав сам Кутузов. З величезним зусиллям вибравшись із потоку натовпу вліво, Кутузов зі свитою, зменшеною більш ніж удвічі, поїхав на звуки близьких гарматних пострілів. Вибравшись із натовпу біжать, князь Андрій, намагаючись не відставати від Кутузова, побачив на спуску гори, в диму, ще стріляв російську батарею і французів, що підбігали до неї. Вищі стояла російська піхота, не рухаючись ні вперед на допомогу батареї, ні назад по одному напрямку з біжучими. Генерал верхи відокремився від цієї піхоти і під'їхав до Кутузова. З почету Кутузова залишилося лише чотири людини. Всі були бліді й мовчки дивилися.
- Зупиніть цих мерзотників! - задихаючись, промовив Кутузов полковому командиру, вказуючи на тих, хто біжить; але в ту ж мить, ніби в покарання за ці слова, як рій пташок, зі свистом пролетіли кулі по полку і свиті Кутузова.
Французи атакували батарею і, побачивши Кутузова, вистрілили ним. З цим залпом полковий командир схопився за ногу; впало кілька солдатів, і підпрапорщик, що стояв із прапором, випустив його з рук; прапор захитався і впав, затримавшись на рушницях сусідніх солдатів.
Солдати без команди почали стріляти.
– Ооох! - З виразом розпачу промимрив Кутузов і озирнувся. - Болконський, - прошепотів він тремтячим від свідомості свого старечого безсилля голосом. - Болконський, - прошепотів він, вказуючи на засмучений батальйон і на ворога, - що це?
Але перш ніж він договорив ці слова, князь Андрій, відчуваючи сльози сорому і злості, що підступали йому до горла, вже зіскакував з коня і біг до прапора.
- Хлопці, уперед! – крикнув він по-дитячому пронизливо.
"Ось воно!" думав князь Андрій, схопивши держак прапора і з насолодою чуючи свист куль, очевидно, спрямованих саме проти нього. Декілька солдатів впало.

Перед тим як перейти до опису мнемосхеми та її можливостей, розповім передісторію, що штовхнуло мене на подібне збочення.

Працюю у диспетчерській службі тепломережевої компанії. На обслуговуванні, окрім самих теплових мереж, знаходяться насосні станції, котельні та теплові пункти. Звичайно ж, ці об'єкти мають розподіл. пристрої. Спочатку проблем не було — у штаті служби був диспетчер електроцеху, який і займався «електрикою», тоді як інші — теплотехніки за освітою — «керували» мережами, котельнями тощо.

Складнощі почалися після реорганізації нашої Компанії. Диспетчерів ЕТЦ скоротили і всю оперативну роботу з електротехнічного обладнання віддали нам теплотехнікам. Так, ми пам'ятаємо щось із курсу шкільної фізики, хтось не втратив знання після лекцій ТОЕ в технікумах та університетах, але все ж таки спеціалізація не наша. Ми досі часом «веселимо» хлопців з електромереж своєю компетентністю в цих питаннях.

Ось і спала на думку ідея зробити мнемосхеми распред. пристроїв об'єктів, якими ми керуємо, щоб наочно бачити стан схем електричних з'єднань: яке обладнання у роботі/резерві/ремонті; що відключиться, якщо знеструмити "цю" або "ту" секцію шин.

Оскільки SCADA-системи – це дорого, а піратський софт на робочих місцях великої та серйозної компанії не вітається (та й не вмію я з ними працювати), вирішено було поекспериментувати у MS Excel, благо з ним я на «ти». Згоден, що це можна порівняти із забиванням цвяхів мікроскопом, але результат вийшов цілком прийнятним.

Опис мнемосхеми

У цій статті наведено неіснуючу мнемосхему, яку я склав спеціально для публікації. На ній позначені:

• два джерела зовнішнього електропостачання (Підстанції №№1, 2);
• дві секції шин 6 кВ із секційним вимикачем;
• дві секції 0,4 кВ із секційником;
• обладнання: два трансформатори, насоси, парові та водогрійні котли.

Це мінімум для прикладу. Звичайно, можна додати інше обладнання.

У схемі реалізовано примітивну динаміку: при зміні оперативного стану вимикачів, змінюється вигляд схеми. Щоб не писати «багато букаф», наведу скріншоти.

Відключено введення від Підстанції №2

Як бачите, секції 6 та 0,4 кВ знеструмлені.

Відключено введення від ПС №1, 1 секція 0,4 кВ виведено в ремонт

При складанні мнемосхеми я намагався врахувати різні варіантиїї складання, щоб при цьому реагувала вся схема: і вимикачі, і трансформатори, і обладнання.

Мнемосхема складена в MS Excel 2013. Формат файлу .xlsx.

Псевдодинаміка схеми реалізована за допомогою логічних функцій та умовного форматування.

Ось приклад функції, що визначає оперативний стан секції шин 6 кВ:

ЯКЩО(І(F33=$DD$3;F25=$DD$3;AC39=$DD$3);$DF$3;ЯКІ(АБО(І(F33)<>$DD$2;AC39<>$DD$2);І(F25<>$DD$2;AC39<>$DD$2);І(F25<>$DD$2;F33<>$DD$2;AC39<>$DD$2));$DF$1;$DF$2))

Якщо знайдете неточності та грубі помилки – дайте знати у коментарях.

Призначення . мнемосхема ( екранна форма) – наочне графічне зображення технологічного процесу, інтегроване із засобами контролю та управління. Вона є найважливішим джерелом інформації про характер і структуру зв'язків, поточний стан змінних (у тому числі пов'язаних з порушенням технологічних режимів, аваріями тощо) і дозволяє оператору-технологу:

· Полегшити запам'ятовування ходу технологічного процесу та призначення пристроїв та органів управління;

· Визначити способи дії при різних режимах роботи об'єкта;

· сприяти спрощенню пошуку та упізнання необхідної інформації для оперативного прийняття правильних рішень.

Графічні компоненти . Всі SCADA-системи мають у своєму складі засоби, що дозволяють створювати як статичні елементи мнемосхем (контурні зображення технологічних апаратів, трубопроводи тощо), так і пожвавлювати ці елементи (створювати динамічні об'єкти). До складу цих коштів входять:

· Набори графічних примітивів малювання (лінія, прямокутник, еліпс, криві, текст) та засоби їх компонування для створення унікальних власних об'єктів);

· готові бібліотеки типових графічних об'єктів: технологічні об'єкти (апарати, механізми, машини тощо), табло, покажчики, повзунки, кнопки, перемикачі, службовці відображення змінних і управління процесом. Ці бібліотеки можуть бути розширені користувачем. При побудові мнемосхеми спочатку здійснюється промальовування

статичного зображення робочого вікна. Зазвичай це апарати технологічного процесу або їх технологічна послідовність, трубопроводи, тло, текст, що пояснює, тощо.

Наступним кроком є ​​надання мнемосхем динаміки, тобто анімація намальованих (або вибраних з бібліотек) елементів. Під анімацією розуміється здатність елементів змінювати свої властивості за зміни змінних технологічного процесу. Змінними властивостями є товщина, колір та стиль лінії, колір та стиль заливки (якщо це фігура із заповненням), а також розміри, положення та орієнтація елементів. Передбачається також безпосереднє введення змінних (цифрами та текстом, повзунковими пристроями) та керування процесом за допомогою кнопок та перемикачів (Пуск/Зупинка, Увімкнення/Вимкнення, Виклик Вікна тощо).

Принципи побудови . При великій різноманітності технологічних процесів спроектувати хорошу мнемосхему багато в чому мистецтво, але можна рекомендувати загальні принципипобудови:

– лаконічність та наочність- мнемосхема повинна бути простою (контури і пропорції апаратів наближені до виду реальних прототипів), не повинна містити другорядних елементів, а інформація чіткої і конкретної, зручною для сприйняття і подальшої переробки. Мнемосхема повинна надавати мінімальну, але адекватну для контролю та управління кількість змінних, не повинна «перевантажена» інформацією для уточнення (другорядні тренди), яку зручніше робити вкладеною у вигляді спливаючих вікон, що викликаються на вимогу оператора;

– максимальна лінійністьзображення процесу, тобто. бажано виділяти основну лінію процесу, підкоряючись правилу візуальності: читання «зліва направо» та «згори донизу», мінімальне застосування паралельних контурів, що значно спростить сприйняття

- автономність– відокремлення один від одного ділянок мнемосхеми, що відповідають автономно контрольованим та керованим об'єктам та агрегатам. Ці відокремлені ділянки повинні бути чітко відокремлені від інших і мати завершену структуру, що легко запам'ятовується і відрізняється від інших.

– уніфікація– символи подібних об'єктів та процесів необхідно по можливості об'єднувати та уніфікувати;

- візуальний акцент до елементів контролю та управління– Насамперед мають бути виділені (розмірами, формою чи кольором) елементи, суттєві для оцінки стану, прийняття рішення та впливу на керований об'єкт (тобто допомагають швидко орієнтуватися, визначати та усувати відхилення та несправності);

– облік людського фактора- мнемосхема повинна розроблятися і вдосконалюватися з урахуванням думки персоналу, що експлуатує.

Для оцінки мнемосхем використовуються:

- Коефіцієнт інформативності - відношення числа пасивних (статичних) елементів і активних (динамічних);

- Коефіцієнт заповнення поля - відношення числа пасивних елементів мнемосхем до загального числа елементів мнемосхеми.

При проектуванні мнемосхем пропонують зазвичай кілька варіантів. Остаточний вибирають шляхом експерименту (імітують на комп'ютері діяльність оператора з різними варіантамимнемосхеми). Критеріями оцінки служать час вирішення завдань та кількість допущених помилок.

На рис. 2 наведено основні зони мнемосхеми. При горизонтальній домінанті подачі інформації виділяють такі зони: зона основної інформації- Відображає загальну структуру технологічного процесу. У ній розташовані основні апарати, трубопроводи, а також інформаційне навантаження, що супроводжує технологічний процес.

зона додаткової інформації – тут можуть розташовуватись кнопки графіків трендів, звітів, «пуск/зупинка» тощо.

зона перемикання– зумовлена ​​неможливістю раціонального відображення всієї інформації в одному вікні («прокляття формату»).

За допомогою засобів області, можливо викликати додаткові вікнана яких детальніше деталізовані сигналізації, тренди (за день, місяць, рік), окремі ділянки процесу. Такий підхід розвантажує мнемосхему, дає можливість отримати потрібну інформацію про той об'єкт, який заслуговує на увагу Наразі. Явна відмінність при вертикальній домінанті зон - область 2 (додаткову інформацію) розташована правіше області 1 (основної інформації). Це пов'язано в першу чергу з розмірами об'єктів, що описуються (відображається процес за обсягом невеликий), що дозволяє відвести більше простору для пояснюючої інформації. Це компонування областей можна використовувати для спливаючих вікон, тобто детального розгляду окремих ділянок технологічного процесу.