PL96551B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do komunikacji pomiedzy operatorem nadzorujacym prowadzenie procesu technologicznego a komputerem przetwarzajacym dane pomiarowe, lub sterujacym procesem.

Znane sa standardowe urzadzenia wejscia/wyjscia wyposazone w klawiature alfanumeryczna, taka jak dale¬ kopis, elektryczna maszyna do pisania, lub alfanumeryczny monitor ekranowy. Znane sa równiez urzadzenia posiadajace wyspecjalizowane funkcje, zaprojektowane celowo dla tej komunikacji, zwane dalej konsola operator¬ ska. Konsole operatorskie uniwersalne projektowane sa dla szerokiej klasy procesów technologicznych, a wyspe¬ cjalizowane konsole operatorskie przeznaczone sa dla konkretnego procesu i konkretnej instalacji technologicz¬ nej.

Uzycie standardowego urzadzenia wejscia/wyjscia w komunikacji operatora procesu z komputerem wymaga skomplikowanej obslugi, co jest niewygodne dla operatora i nie spelnia wymaganej duzej szybkosci dzialania, a poza tym nie zapewnia pozadanych funkcji, jakie powinno spelniac urzadzenie do komunikacji operatora procesu technologicznego z komputerem, na przyklad swietlna indykacja stanów, parametrów procesu, alarmów.

Wad tych pozbawione sa konsole operatorskie o wyspecjalizowanych funkcjach, bedace urzadzeniami pery¬ feryjnymi przeznaczonymi jedynie do zapewnienia wymiany informacji pomiedzy operatorem procesu technolo¬ gicznego i komputerem. Ze wzgledu na róznorodnosc spotykanych w praktyce procesów technologicznych, nie jest mozliwe zbudowanie konsoli uniwersalnej, dobrze spelniajacej wszystkie wymagane funkcje w kazdym proce¬ sie. Uniwersalizm ten, polegajacy na mozliwosci zastosowania dla szerokiej klasy procesów, jest okupiony skrom¬ nymi funkcjami konsoli i niewygoda obslugi. Konsole operatorskie adresowane dla jednego konkretnego procesu i jednej instalacji technologicznej spelniaja prawidlowo swe zadania tylko dla tego procesu, dla którego zostaly zaprojektowane. Prócz tego produkowane sa w jednostkowych egzemplarzach lub co najwyzej w krótkich seriach.

Zasadnicza wada zarówno konsoli uniwersalnych jak i przeznaczonych dla konkretnego systemu sterowania jest ich sztywna struktura. Powoduje to w praktyce brak mozliwosci wprowadzania modyfikacji w wyprodukowa¬ nych i zainstalowanych konsolach, co czesto bywa konieczne, np. ze wzgledu na rozbudowe instalacji technolo-2 96 551 gicznej, lub usuniecie bledów powstalych w fazie projektowania. Brak mozliwosci modyfikowania konsoli opera¬ torskich wynika z ich sztywnej struktury funkcjonalnej, mechanicznej i sztywnej struktury ich oprogramowania, oraz ze sposobu ich komunikacji z komputerem. Wada wspomnianych konsoli operatorskich jest równiez trud¬ nosc dostosowania ich do wspólpracy z róznymi typami komputerów.

Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia, które byloby pozbawione wad znanych rozwiazan.

Istota wynalazku polega na tym, ze urzadzenie ma n modulów funkcjonalnych, z których kazdy dolaczony jest do wewnetrznej magistrali informacyjno-sterujacej poprzez swoja karte interfejsu, a wewnetrzna magistrala informacyjno-sterujaca polaczona jest z magistrala kanalu wejscia/wyjscia komputera poprzez karte interfejsu adaptera.

Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z modulów funkcjonalnych, spelniajacych funkcje nadajników i odbiorników informacji. Moduly funkcjonalne róznych typów, a w szczególnosci wyswietlacze cyfrowe, wy¬ swietlacze jednostek, zadajniki cyfrowe stabilne, niestabilne, zadajniki przyrostowe, moduly sygnalizacji swietlnej i dzwiekowej, posiadajace jednolite wymiary gabarytowe, umieszczone sa we wspólnej obudowie tworzac konso¬ le operatorska. Dzialanie kazdego z modulów, oraz powiazania funkcjonalne pomiedzy nimi determinuje opro¬ gramowanie. Oprogramowanie to ma modularna strukture.

Zasadnicza jego czescia jest zestaw wymiennych procedur wykonawczych, których zadaniem jest kierowa¬ nie przetwarzaniem informacji wymienianej pomiedzy urzadzeniem wedlug wynalazku, a komputerem. Zmienia¬ jac zestaw procedur wykonawczych mozna zmieniac funkcje poszczególnych modulów i tym samym przystoso¬ wywac urzadzenie wedlug wynalazku do róznych zastosowan.

Zestaw procedur pracuje pod kontrola programu zarzadzajacego, dzieki czemu wymiana tego zestawu nie musi pociagac za soba koniecznosci dokonywania zmian w innych programach zwiazanych ze sterowaniem.

Do oprogramowania dolaczony jest takze specjalny program automatycznej generacji programu zarzadzaja¬ cego z zadanym zestawem procedur wykonawczych, który umozliwia modyfikacje urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku.

Ilosc i rodzaje modulów funkcjonalnych tworzacych konsole operatorska zaleza od jej zadan w systemie i wymagan uzytkownika.

Zastosowanie modularnej struktury funkcjonalnej, mechanicznej i elektronicznej powoduje, ze urzadzenie wedlug wynalazku moze byc dowolnie konfigurowane z dostepnych modulów funkcjonalnych, co pozwala na wlasciwe dostosowanie go do specyfiki procesu technologicznego, dla którego jest przeznaczone.

Z niewielkiej liczby typów podstawowych modulów funkcjonalnych mozna budowac konsole operatorskie dla róznorodnych procesów technologicznych. Pozwala to na produkcje modulów funkcjonalnych w duzych seriach.

Modularnosc struktury urzadzeniowej i programowej czyni konsole operatorska elastyczna, co pozwala na latwe dokonywanie jej modyfikacji i rozbudowy w czasie eksploatacji.

Zastosowanie wewnetrznej magistrali informacyjno-sterujacej pozwala na przystosowanie urzadzenia we¬ dlug wynalazku do wspólpracy z róznymi typami komputerów. Przystosowanie to polega na uzyciu odpowie¬ dniej karty interfejsu adaptera.

Wynalazek zostanie dokladniej omówiony na przykladzie wykonania urzadzenia, którego schemat zostal przedstawiony na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawiono ogólny schemat urzadzenia, a na fig. 2 schemat urzadzenia sluzacego do komunikacji operatora z komputerowym systemem sterowania procesem technologicz¬ nym.

Urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na fig. 1 ma n modulów funkcjonalnych Fi, F2...Fn. Kazdy z tych modulów jest dolaczony do wewnetrznej magistrali informacyjno-sterujacej WM przez swoja karte inter¬ fejsu Ki, K2...Kn. Wewnetrzna magistrala informacyjno-sterujaca WM polaczona jest z magistrala kanalu wejscia- -wyjscia komputera MK poprzez karte interfejsu adaptera Ka. Magistrala kanalu wejscia-wyjscia komputera MK polaczona jest tez -z komputerem K.

Przykladowo wykonane urzadzenie ma konsole operatorska KO, która ma zamontowane elementy manipu¬ lacyjne modulów funkcjonalnych. Modulami funkcjonalnymi sa wyswietlacz cyfrowy WC, zadajnik cyfrowy stabilny ZCS, zadajnik cyfrowy niestabilny ZCN, rejestrator R, zespól przycisków niestabilnych skladajacy sie z klawiszy niestabilnych podswietlanych KNP, klawiszy niestabilnych niepodswietlanych KNN i klawiszy niesta¬ bilnych KN. Ponadto znajduje sie zespól przelaczników stabilnych PS z kluczykiem oraz sygnalizator akustyczny SA.

Modul wyswietlacza cyfrowego WC sluzy do wyswietlania wartosci okreslonych parametrów procesu lub adresu parametru, który znalazl sie w stanie alarmowym (którego wartosc przekroczyla zadane ograniczenia).

Modul zadajnika cyfrowego stabilnego ZCS sluzy do ustawiania adresu wybranego parametru procesu. Sklada sie96551 3 on z szesciu dziesieciopozycyjnych przelaczników kciukowych. Modul zadajnika cyfrowego niestabilnego ZCN sklada sie z dwunastu klawiszy niestabilnych (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, •, -) i sluzy do wprowadzenia do systemu wartosci parametru procesu, którego adres zostal uprzednio wprowadzony z zadajnika stabilnego ZCS.

W miare naciskania klawiszy zadajnika, kolejne cyfry dziesietne pojawiaja sie na wyswietlaczu WC, a po zakonczeniu operacji wprowadzania, wyswietlacz WC wskazuje wprowadzona liczbe.

Modul rejestratora R sluzy do graficznej rejestracji przebiegów czasowych wybranej grupy szesciu parame¬ trówprocesu. ' Modul przelaczników niestabilnych rozdzielony jest konstrukcyjnie na trzy podmoduly KNP, KNN, KN, które moga byc rozmieszczane w dowolnych miejscach konsoli, lecz wspólpracuja z jedna karta interfejsu. Jeden klawisz podswietlany podmodulu KNP sluzy do sygnalizacji operatorowi bledu obslugi konsoli (po stwierdzeniu przez system blednej sekwencji dzialan operatora, klawisz ten zostaje podswietlony), oraz do kasowania blednej sekwencji i zerowania wyswietlacza WC (przez nacisniecie klawisza).

Drugi klawisz podswietlany podmodulu KNP pelni funkcje indykatora alarmu. Jesli wartosc jakiegos parametru procesu przekroczy zadane ograniczenie, klawisz ten zaczyna swiecic swiatlem pulsujacym i równo¬ czesnie na wyswietlaczu WC pojawia sie adres tego parametru. Wówczas operator naciskajac ten klawisz informuje system, ze odebral alarm, a system potwierdza to zmieniajac swiatlo klawisza na ciagle. Po wyprowadzeniu parametru ze stanu alarmowego swiatlo klawisza gasnie.

Podmodul klawiszy niestabilnych niepodswietlanych KNN sklada sie z dwóch klawiszy niestabilnych.

Nacisniecie jednego z nich powoduje wyswietlenie na wyswietlaczu cyfrowym WC wartosci parametru procesu o adresie ustawionym na zadajniku ZCS.

Nacisniecie drugiego klawisza powoduje nadanie parametrowi o adresie ustawionym na zadajniku ZCS wartosci wskazywanej przez wyswietlacz WC.

Podmodul klawiszy niestabilnych KN sluzy do wyboru parametrów, których przebiegi czasowe maja byc rejestrowane. Kazdy z szesciu klawiszy odpowiada okreslonemu kanalowi rejestratora. Nacisniecie dowolnego klawisza powoduje rejestracje graficzna wartosci parametru o adresie ustawionym na zadajniku ZCS w kanale rejestratora R okreslonym przez nacisniety klawisz.

Modul sygnalizatora akustycznego SA spelnia funkcje akustycznego sygnalizatora alarmów i dziala równo¬ legle z lampka klawisza podmodulu klawiszy niestabilnych podswietlanych KNP, sluzacego do swietlnej indyka- cji alarmów.

Modul zespolu przelaczników stabilnych PS sluzy do umozliwienia dostepu do konsoli operatorom o dwóch stopniach kompetencji, zgodnie z zasada, ze operator stopnia wyzszego moze wykorzystywac wszystkie funkcje konsoli, natomiast operator stopnia nizszego nie moze zmienic wartosci zadnego z parametrów procesu.

Przelacznik tego modulu zalaczany jest kluczykiem. W stanie rozwartym przelacznika dzialanie zadajnika war¬ tosci parametrów procesu-modulu zadajnika cyfrowego niestabilnego ZCN jest zablokowane.

Kazdy z wymienionych modulów komunikuje sie z wewnetrzna magistrala informacyjno-sterujaca WM, poprzez swoje wlasne karty interfejsu, oprócz modulów skladajacych sie na zespól przycisków niestabilnych (klawisze niestabilne podswietlane KNP, klawisze niestabilne niepodswietlane KNN, klawisze niestabilne KN), które komunikuja sie przez wspólna dla nich karte interfejsu Kp^. Pozostale moduly maja swe wlasne karty interfejsu Kwc> Kzcs> Kps, Kzcn> Kr, Ksa- Wewnetrzna magistrala informacyjno-sterujaca WM dalej polaczo¬ najest z karta interfejsu adaptera Ka.

Konsola operatorska KO dziala z odpowiednim oprogramowaniem, które nadaje okreslone funkcje jej modulom i wprowadza pomiedzy nimi okreslone powiazania. Kazdy klawisz niestabilny KNP sluzy do generacji zgloszenia przerywajacego aktualnie realizowany program. Po wystapieniu przerwania nastepuje skok do podpro¬ gramu jego obslugi o adresie okreslonym przez adres klawisza KNP powodujacego przerwanie. Nacisniecie jakie¬ gokolwiek klawisza niestabilnego KNP spowoduje zawsze taka sama akcje komputera (przerwanie i skok do podprogramu jego obslugi), natomiast dzialanie, które nastapi dalej jest zdeterminowane podprogramem obslugi przerwania. Fragment konsoli bedacy klawiszem nie spelnia wiec zadnej funkcji bez podprogramu jego obslugi.

Podprogram obslugi klawisza miedzy innymi powoduje wyswietlenie na module wyswietlacza cyfrowego WC wartosci parametru o adresie ustawionym na module zadajnika stabilnego ZCS lub kasuje wartosc aktualnie wyswietlana na module wyswietlacza cyfrowego WC. Przyporzadkowuje takze dany kanal rejestratora R parame¬ trowi procesu, którego adres jest ustawiony na module zadajnika stabilnego ZCS lub spelnia inne funkcje okreslone przez programiste. Funkcje modulów, z jakich zbudowana jest konsola operatorska KO okreslane sa przez oprogramowanie. Zmieniajac odpowiednie podprogramy zmienia sie funkcje modulów, ten sam modul funkcjonalny w zaleznosci od potrzeb pelni rózne funkcje w konsoli KO. y4 96 551 W celu dostosowania konsoli do charakteru danego procesu technologicznego i wymagan operatorów uzytkownik wykonuje nastepujace czynnosci: 1. Okresla wymagania stawiane konsoli i szczególowo precyzuje jej funkcje; 2. Sklada konsole z odpowiednich modulów funkcjonalnych i laczy ja z karta interfejsu adaptera Ka przez odpowiednie karty interfejsu modulów funkcjonalnych; 3. Buduje oprogramowanie zarzadzajace dla tak okreslonej konsoli KO.

Opisany przyklad wykonania nie zawiera pelnego opisu oprogramowania ograniczajac sie do wyszczegól¬ nienia funkcji, jakie nadaje ono poszczególnym modulom funkcjonalnym oraz opisu wspólpracy modulów.

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie do przekazywania informacji pomiedzy operatorem a komputerem, zwlaszcza w systemach automatyki kompleksowej, znamienne tym, ze ma n modulów funkcjonalnych (Fi, F2...Fn), z których kazdy dolaczony jest do wewnetrznej magistrali informacyjno-sterujacej (WM) poprzez swoja karte interfejsu (Ki, K2...Kn), a wewnetrzna magistrala informacyjno-sterujaca (WM) polaczona jest z magistrala kanalu wej¬ scia/wyjscia komputera (MK) poprzez karte interfejsu adaptera (Ka). K K MK —i— l/ixa WM o ¦o' -rt fig. 1 s\ r ~[KPN[r h H K WMl xwc KNP ,KP W€ -231QB5 rs^ FIG.

2 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+16 Cena 45 zl