Метрологическое обеспечение измерительных систем (стр. 11 )

Для сохранения целостности данных, доступ к БД со стороны клиента ограничен правами, предоставленными ему программным обеспечением, действующим на стороне сервера. Одним клиентам предоставляется только возможность просматривать данные из БД, формировать необходимые выборки данных по заданным условиям, а другим – изменять, удалять и вносить новые записи.

Таблица 3. Структура данных таблицы COMPONENTTYPE БД АИИС

Имя поля	Назначение
TYPE	Тип компонента, с указанием модификации
DESCRIPTION	Краткое описание
INPUTRANGELOW	Нижний предел измерений
INPUTRANGEHIGH	Верхний предел измерений
MEASURAND	Измеряемая величина
UNIT	Единица измерений
ACCURACYTYPE	Способ нормирования погрешности
ACCURACYVALUE0	Численное значение погрешности
ACCURACYVALUE1	Дополнительное значение для выражения погрешности (второй член в двучленной формуле предела погрешности и т. п.)
TEMPERATURENORMAL LOW	Нижний предел температуры применения, при котором еще не нормируется дополнительная погрешность, °С
TEMPERATURENORMALHIGH	Верхний предел температуры применения, при котором еще не нормируется дополнительная погрешность, °С
TEMPERATUREWORKINGLOW	Нижний предел температуры применения, °С
TEMPERATUREWORKINGHIGH	Верхний предел температуры применения, °С
NORMALTEMPERATURE	Нормальная температура применения
TEMPERATUREERROR	Дополнительная погрешность от температуры в долях основной на 1°С отклонения от нормальной температуры
…
Поля описывающие метрологические характеристики компонента, например по ГОСТ 8.009
OUTPUTSIGNAL	Тип выходного сигнала
OUTPUTSIGNALUNIT	Единица измерений выходного сигнала
OUTPUTSIGNALLOW	Нижний предел выходного сигнала
OUTPUTSIGNALHIGH	Верхний предел выходного сигнала
REGISTRYNUMBER	Номер в Госреестре СИ
NOTES	Дополнения и примечания

Таблица 4. Поле ACCURACYTYPE таблицы COMPONENTTYPE

Возможные значения	Расшифровка	Значение
FSR	…of Full Scale Range	Погрешность выражается в виде приведенной погрешности.
ABS	Absolute	Погрешность выражается в виде абсолютной погрешности.
MV	…of Measured Value	Погрешность выражается в виде относительной погрешности.
…

Рис. 3. Структура ПО

Специализированное ПО для подготовки и записи данных, действующее на стороне клиента, – перерабатывают исходные данные и заносят их в БД также с соблюдением прав доступа. Данные, заносимые этим ПО не должны противоречить структуре БД.

Методы, реализованные в ПО для обработки данных, универсальны и могут формировать любой отчет по данным из БД.

Предлагаемое решение является достаточно универсальным и с незначительной адаптацией может быть использовано для любой АИИС. При этом проект может быть выполнен с использованием только свободно распространяемого ПО и стандартизованных открытых протоколов, с снижением до нуля затрат, связанных с лицензированием программных продуктов, и обеспечением работы в любой (в т. ч. гетерогенной) вычислительной среде.

Поскольку в большинстве АИИС крупных промышленных объектов информация о составе ИК, характеристиках компонентов, уставках регулирования и диапазонах изменения входных величин, как правило, содержится в собственной БД или файлах конфигурационных журналов, то задача заполнения БД сводится к автоматизации “извлечения” информации. Типичная процедура занесения данных в БД заключается в обработке файлов исходных данных (например, в формате Excel или в формате конфигурационных журналов систем верхнего уровня АИИС) - выборке необходимых данных из этого файла с помощью специализированного ПО, их форматирования и сохранения в формате операторов вставки данных (“INSERT INTO…”) языка SQL для того, чтобы далее выполнить эти операторы в среде СУБД.

Таким образом, разработка МВИ в рамках рассматриваемой методологии предусматривает, в общем случае, следующие этапы:

Этап 1: изучение структуры и особенностей построения АИИС с целью выяснения возможности использования уже имеющейся информации для автоматизированного (автоматического) занесения в БД при помощи специального ПО;

Этап 2: адаптация ПО для автоматизированного (автоматического) заполнения БД данными;

Этап 3: заполнение БД данными;

Этап 4: разработка алгоритмов и конструкций логики обработки информации из БД и конфигурирование ПО для подготовки, отчетов, реализующего эту логику;

Этап 5: обработка информации в БД и подготовка отчетов сконфигурированным ПО;

Этап 6: подготовка текстового документа МВИ с включением в него отчетов.

Возможная последовательность работ иллюстрируется сетевым графиком на рис. 4.

 

Рис. 4. Сетевой график

Логика обработки информации абстрагирована от конкретных данных, что значительно повышает универсальность получаемых решений, позволяет повышать скорость разработки последующих МВИ за счёт повторного использования уже реализованных алгоритмов логики обработки.

Данный подход был применен к разработке проектов МВИ параметров технологического процесса с помощью АИИС, входящих в состав АСУ ТП (530 измерительных каналов) и системы противоаварийной защиты (ПАЗ) (100 каналов) Когалымского НПЗ. АИИС измеряют избыточное давление в трубопроводах и различных емкостях; температуру и расход сырья, реагентов, полуфабрикатов и конечного продукта; концентрацию различных газов в помещениях и в газоходах уходящих газов; уровень промежуточных и товарных продуктов в различных емкостях. Количество типов первичных преобразователей (датчиков), мультиплексоров, модулей и других компонентов измерительных каналов около сотни.

Все данные о компонентах АСУ ТП заносились в БД с помощью разработанного программного обеспечения на стороне клиента.

Оперативное редактирование данных осуществлялось с помощью программного обеспечения, находящегося на стороне сервера, обращение к которому велось через веб-браузер. Извлечение данных из БД и составление отчетов осуществлялось программным обеспечением на стороне клиента.

Все программное обеспечение написано на языке Perl, имеющем в настоящий момент наиболее развитые средства для работы со строковыми данными (в т. ч. средства интерпретации регулярных выражений), которые просты для понимания и легко адаптируются для работы с различными форматами входных и выходных данных. Описание БД выполнено на языке SQL, являющимся промышленным стандартом, что обеспечивает переносимость БД. на разные платформы.

В развитие предложенного подхода представляется возможным создание БД, содержащей описания типов СИ. Эта БД должна иметь открытую структуру, которая должна позволять хранить МХ СИ, предусмотренные действующими стандартами, наиболее общим из которых является ГОСТ 8.009-84.

Главным элементом этой БД должна быть таблица COMPONENTTYPE, в которой будет содержаться информация о МХ СИ. В оптимальном варианте эта таблица должна быть электронным аналогом раздела “Основные технические характеристики” Описания типа.

Номенклатура МХ СИ, которую надо описывать в такой БД, достаточно широка, поэтому при сохранении рассмотренной ранее структуры таблицы COMPONENTTYPE, последняя, с высокой вероятностью, будет содержать значительное количество полей, заполненных лишь частично. Чтобы избежать нерационального использования вычислительных ресурсов, таблицу COMPONENTTYPE целесообразно разделить на две: одна из которых содержит сведения об атрибутах, обязательно присущих каждому типу СИ (наименование СИ, тип СИ, номер в Госреестре СИ и т. п.), а другая, связанная с первой по полю “тип СИ”, содержать записи о присвоенных данному типу СИ МХ. Структура записи этой таблицы, которую будем называть TYPECHARS, должна содержать следующие обязательные поля: тип СИ; измеряемая величина, для которой нормируется МХ; диапазон, в котором нормирована МХ; значение МХ; способ нормирования МХ; условия применения, в которых нормирована МХ.

Открытость структуры предполагает, что должны быть оговорены правила (синтаксис) описания значений полей таблицы TYPECHARS. Синтаксис должен позволять легко выполнять автоматическое извлечение информации, содержащейся в полях. Проще всего сделать это с использованием специальных служебных символов – разделителей. Пример записи в такой таблице об условиях применения, в которых нормирована МХ проиллюстрирован на рис. 5.

Рис. 5. Пример записи об условиях применения