Источники и потребители тока в данных производствах территориально разнесены, поэтому для реализации соответствующих алгоритмов синхронного управления и сбора данных предложено использовать распределенную сетевую структуру программируемых контроллеров серии ADAM-4000 с интерфейсом RS-485: модули цифрового ввода-вывода ADAM-4052, модули релейного цифрового вывода ADAM-4063, модули скоростного аналогового ввода ADAM-4012.
Они служат для передачи сигналов управления на реле переключения ступеней блока РПН и сигнала тока управления ДН, а также для передачи сигналов о состоянии агрегатов в целом. В качестве вычислительного ядра рабочей станции управления выбран промышленный компьютер фирмы PPC-123 с операционной системой Windows NT обеспечивающий надежную работу в режиме реального времени.
Вместе с дополнительными модулями (в том числе, модулем согласования интерфейсов ADAM и устройствами отображения и ввода информации он реализует процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех наблюдаемых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора.
Основой программного комплекса является инструментально-исполнительная система реального времени GeniDAQ 4.11 фирмы. Для алгоритмизации процесса и моделей управления был использован язык моделирования UML, что позволило в рамках единой нотации анализировать задачи управления, стратегии программы и средства динамической визуализации информации.
Применение SCADA совместно с языками моделирования UML позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки и эксплуатации систем управления, сбора, хранения и отображения информации.
Неотъемлемой частью любого программного продукта, который предназначен для использования в интерактивном режиме, является человеко-машинный интерфейс. Он объединяет в себе все элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. К этим элементам относятся: средства отображения информации, отображаемая информация, форматы и коды; командные режимы, язык пользователь-интерфейс; устройства и технологии ввода данных; диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером; обратная связь с пользователем; поддержка принятия решений в конкретной предметной области.
Данная технология была применена при разработке интерфейса оператора системы. На рис. 2 представлен граф, отражающий взаимосвязь экранов интерфейса оператора при всех режимах работы системы. он представляет собой два подграфа: первый - линейный граф Пуск; Режим; Останов; и регулярный полный граф степени 4 ; Автомат; Ручное; Информация;График;).
Вершина "Режим" является точкой пересечения графов и предоставляет возможность перехода к любому экрану (вершине графа). Реализация указанного графа осуществлена в SCADA-системе GeniDAQ и представляет собой стратегию управления переходами интерфейса оператора в соответствии с выбранным режимом работы системы.
На нем имеются кнопки управления переходом к соответствующим экранам Режим, Автомат, Информация", График. Кнопки "Действия" позволяют, соответственно, организовать доступ к средствам управления экрана "Разрешение", зафиксировать экран Блокировка и остановить выполнение текущего сценария управления программы ("Стоп"). Органы управления установками представляют собой визуальные имитаторы ползунковых круговых регуляторов и утапливаемых кнопок управления режимами работы агрегатов ("Вверх", "Вниз"). Экран замыкает на себя управление тремя агрегатами в ручном режиме работы системы. Динамическая индикация основных параметров работы агрегатов (выходной ток агрегата и токи управления) реализована при помощи цифровых индикаторов (текущее и заданное значение по каждому параметру).
Аналогично организовано взаимодействие оператора с агрегатом и управление переходами на остальных экранах интерфейса, которые имеют в общем случае зоны управления, индикации, переходов и действий. Только для экранов "Пуск" и "Останов", ввиду их концевого положения отсутствует зона перехода и действий, а зона управления предусматривает подробную трассировку команд в данных режимах.
Таким образом, разработанный интерфейс позволяет эффективно использовать экранную поверхность для взаимодействия оператора с органами управления системой во всех режимах работы агрегатов. В ответственных режимах "Пуска" и "Останова" экран интерфейса насыщен необходимыми органами управления объектом, в рабочих режимах функциональные экраны образуют единое информационное пространство с динамическим переходом.
В предлагаемой системе устранение колебаний и скачков тока производится путем управления блоком регулирования под нагрузкой совместно с плавным регулированием тока управления дросселей насыщения - это обеспечивает устранение скачков тока при переключении ступеней основного питающего трансформатора и колебаний, вызванных изменением нагрузки.
Система обеспечивает управление тремя параллельно включенными выпрямительными агрегатами в ручном и автоматическом режимах. Предусмотрены также режимы автоматического «пуска» и «останова» всех 3-х агрегатов. В автоматическом режиме система обеспечивает амплитуду колебаний выпрямленного тока. В любом из режимов работы на компьютер оператора выводится информация о выходных токах всех агрегатов, о суммарном токе нагрузки и токах управления дросселей насыщения. Для обеспечения надежности обмена сигналами в алгоритмах работы системы предусматривается логическая проверка адекватности полученных сигналов процессу управления.
В настоящее время разработанная система изготовлена, отлажена и находится в опытно-промышленной эксплуатации.