人机接口说明书教材.docx
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人机接口说明书教材
人机接口（HMI）的系统设计说明
外高桥电厂二期2×900MW
合同号：
01JBJGB/011044JP
（送审稿初稿）
日立公司
信息控制系统部
2002.4.24
系统
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日期
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批准
管理
<目录>
1.概述
1.1人机接口系统的应用范围
1.2本规格说明书的位置
1.3本规格说明书中注释
2.人机接口系统的冗余度和特性
2.1人机接口系统的冗余度
2.2人机接口系统性能
3.功能说明
3.1概述
3.1.1数据处理功能
3.1.2CRP显示功能
3.1.3功能概要
3.1.4运行方式和监视方式
3.1.5数据显示规格
3.2全功能菜单
3.3操作帧概述
3.4CRT操作
3.4.1操作禁止
3.4.2操作帧的分配
3.5模拟显示
3.6成组显示
3.7条形图显示
3.8趋势显示
3.9报警显示
3.10系统状态显示
3.11过程记录显示
3.12回溯显示
3.13过程运行
3.14APS显示
3.15逻辑监视器显示
3.16未完成条件表
3.17不考虑条件表
3.18操作项显示
3.19主定序显示
3.20硬拷贝
3.214/1显示
3.224/1寄存
3.23屏幕组成
3.24人机接口维护服务
3.25停止自动打印
3.26GPS时间调整
3.27定期记录
3.28操作记录
3.29跳闸后回溯显示
3.30操作员日志
3.31SOE记录
3.32累积服务
3.33性能计算服务
注：
本表已根据其它承包商图纸制定：
文件管理号No.
签发
图号
修订版本No.
图纸状况
信件传送或光盘编号
日立公司收到日
文件管理号仅为日立公司内部采用。
1．概述
1.1人机接口系统的应用范围
本规格说明书规定了以下条款：
（1）日立公司人机接口（HMI）系统的功能说明
（2）每项功能的能力
1.2本规格说明书的位置
本规格说明书根据“仪控岛合同V部1-8款”规定了人机接口系统的每项功能规格。
1.3本规格说明书中注释
（1）本文件中的显示格式已简化。
（2）本规格说明书的术语定义见下表所列：
表1.3-1术语定义
术语缩写
含义
1in1
显示方式：
CRT显示器1项功能（1/1）
4in1
显示方式：
CRT显示器4项功能（4/1）
AlarmACK
确认报警
AlarmANN
宣布报警
APS
电厂自动开机/停机系统
BP
中断点
CNCL
删除
CRT
不仅包括监视器（阴极射线管），而且也包括依靠计算机联接监视操作员站的监视器的窗口
CSV
逗点分离值格式
Drive
操作帧
GPS
全球定位系统
LogBuilder
定期记录的脱机工具
MMM/DD/YYYY
月/日/年（如Jan/01/2002）
MO
（磁）光（软）盘
Offlinemode
该方式采用视窗功能和维护工具
Onlinemode
该方式用于设备监控运行
PB
按钮
ProcessIdentification
采用KKS编号系统
SOE
事件顺序
2．人机接口系统的冗余度和特性
2.1人机接口系统（HMI）的冗余度
HMI系统的冗余度列于表2.1–1之中。
除自动GPS时间调整一次之外，所有操作员站的功能均相同。
因此，所有功能和操作均能实现，除非有的操作员站停机。
如果数据服务器停机，就利用不了计算功能和登录功能，不过，监视功能和操作功能仍是可以利用的。
报警打印机和登录打印机相互后援。
表2.1–1HMI系统后援原则
No.
情况
冗余度
1.
一个或一个以上操作员站工作。
5＃机组（Unit10）（6＃机组（Unit20）或公用系统的其它CRT能支援系统中停止工作的CRT。
2.
数据服务器停机。
以下功能无法利用：
-打印
-过程记录显示
-SOE显示
-跳闸后回溯显示
-APS显示
-性能计算
除数据服务器管理的计算点之外，以下功能可以利用：
-CRT操作
-模拟显示
-条形图显示
-报警显示
-趋势显示
-回溯显示
-过程运行
-定期记录
-累积显示
3.
一台报警打印机或记录打印机停机
每台打印机均支援有故障的打印机
2.2人机接口系统（HMI）性能
HMI系统的性能如表2.2–1、表2.2–2和表2.2–3所示。
表2.2–1HMI系统的响应
No.
项目
说明
1
图形
在操作员发出请求后的1秒钟时间内会充分显示本底信息
2
过程信息
在充分显示本底信息之后的1秒钟时间内会充分显示前台信息
3
报警更新速率
1秒钟
条件：
处于设备站监视和运行的正常状态时，设备跳闸除外
表2.2–2扫描速率
No.
项目
说明
1
模拟输入
1秒钟
2
数字输入
1秒钟
条件：
处于设备监视和运行的正常状态时，设备跳闸除外
表2.2–3备用能力
No.
项目
说明
1
存贮器
50％备用
2
CPU载荷
40％备用
条件：
设备监视和运行正常状态时平均10分钟，此时间前后5分钟除外
3．功能说明
3.1概述
3.1.1数据处理功能
数据处理功能见表3.1–1所列。
表3.1–1数据处理功能
类别
项目
内容
1.I/O处理
1）模拟输入（传输）
通过数据传输，接收来自控制器的全部模拟数据
2）数字输入（传输）
通过数据传输，接收来自控制器的全部数字数据
3）脉冲输入（传输）
通过数据传输，接收来自控制器的全部脉冲数据
4）伪模拟
计算阶段：
2，5，10，15，30秒
5）伪数字
计算阶段：
2，5，10，15，30秒
2.报警处理
1）数字输入报警
监视报警触点
2）自动报警切断
由控制器控制
3）状态
监视异常传输数据和不良PIO输入
3.数据记录处理
1）定期记录
每小时、每班、每天、每月
2）事故顺序记录（SOE）
自动记录先前的事故顺序记录
3）跳闸后回溯显示
自动记录设备跳闸前后的数据。
记录的项目：
跳闸前20秒
跳闸后1分钟
收集数量：
20组，每组20点（共400点）
触发项目：
20组，每组10点（共200点）
收集文件：
20组，每组3个
4）硬拷贝
彩色复制CRT屏幕
5）过程记录显示
报警、不良输入、事件和数据组
6）操作员日志
按预定时间间隔自动记录
4.数据传输
1）从/向控制器
通过日立网络系统实施数据传输。
设备数据（控制器→HMI）
控制器内部信息（控制器→HMI）
CRT操作控制信号（HMI→控制器）
3.1.2CRT显示功能
CRT屏幕组成
图3.1–1：
1/1屏幕图3.2–1：
4/1屏幕
（1）A区（系统区）
此区显示公用信息（如时间、AlarmACK和硬拷贝）。
（2）B区、B区–1、2、3、4（运行信息和过程信息显示区）
此区显示从全功能菜单等开始的每项功能。
（3）C–1区（软键区）
此区显示公用公能（如屏幕组成、1/4记录，即一个屏幕记录4项功能）
（4）C–2区（软键区）
此区显示每项功能的操作按钮（如PageNext,StepBack）。
（5）D区（消息区）
此区以子窗口形式显示出错消息和确认消息。
3.1.3功能概要
表3.1.–2概要介绍了每项功能。
表3.1–2功能概要
备注：
表中顺序a.用途b.功能说明c.限制
详细资料请参阅每项功能说明。
功能名称
用途与概要说明
全功能菜单（AllFunctionMenu）
a）调用操作请求功能
b）菜单屏幕调用操作员请求功能
c）共4页面，每页有16个功能请求按钮
操作帧概述（OperationFrame）
a）一个页面最多监视64个操作帧的状态
b）以彩色符号显示操作帧的状态
c）状态：
异常、自动、手动
CRT操作（CRTOperation）
a）用CRT、鼠标器和操作键盘，通过控制器操纵执行器
b）调用CRT操作帧有2种形式：
一个屏幕的8帧显示或2帧显示带模拟显示
c）更新：
0.5秒
禁止操作（OperationInhibition）
a）现场维修时通知禁止操作
b）对每个操作帧禁止CRT操作
c）每个操作帧最多5例
模拟显示（MimicDisplay）
a）监控设备
b）显示模拟图
c）更新：
1秒
成组显示（GroupDisplay）
a）监视当前过程值
b）对所记录的组的当前值列表
c）100组，每组20点
条形图显示（BarchartDisplay）
a）为记录点显示条形图
b）为模拟点显示条形图
c）20组，每组16点
趋势显示（TrendDisplay）
a）监视过程值的趋势
b）显示记录点的趋势图
c）每个CRT最多分配400点
60组，每组显示8点
收集周期：
1秒、10秒、30秒（实时趋势）
报警显示（AlarmDisplay）
a）监视报警
b）显示设备报警和恢复消息
c）每页最多20条消息；显示20页
更新：
1秒
过程记录显示（ProcessRecordDisplay）
a）分析过去报警、状态变化和数据设置
b）显示打印过去报警、恢复消息、不良输入、状态变化和数据设置
c）最多7000条消息
系统状态显示（SystemstatusDisplay）
a）监视DCS设备状态
c）更新：
1秒
回溯显示（ReviewDisplay）
a）显示数据表数值
b）数据列表，打印数值
c）顺序是从模拟值到数字值
过程运行（ProcessOperation）
a）设置过程数据
b）显示过程信息和数据设置
c）更新：
1秒
APS显示（APSDisplay）
a）监视和控制电厂启动/停机的程序
b）显示中断点和运行指导消息
c）每页12条消息，最多10页
逻辑监视器显示（LogicMonitorDisplay）
a）用逻辑图为APS监视条件
b）变色显示逻辑条件
未完成条件列表（UnfulfilledConditionList）
a）为APS显示未完成条件点
b）不考虑未完成条件
不考虑条件列表（DisregardedConditionList）
a）为APS显示不考虑的条件点
b）恢复不考虑的条件点
操作项目显示（OperationItemDisplay）
a）显示进行APS的操作项目
b）监视状态，选择项目，显示逻辑图
定序主显示（SequenceMasterDisplay）
a）监视控制逻辑图
b）对控制器逻辑的每一步作逻辑显示
硬拷贝（HardCopy）
a）拷贝屏幕图象并将它打印出来
b）CRT屏幕硬拷贝
4/1显示（4in1Display）
a）一次使用4项功能
b）一个屏幕的B区分成4个区域。
4项功能同时在每个区域内显示
4/1记录（4in1Registration）
a）记录组合的4个子屏幕
b）以一个屏幕显示组合的4个子屏幕
c）最多20个组合
屏幕组成（ScreenComposition）
a）在1/1与4/1之间变换屏幕组成
b）改变显示方式和位置
HMI维护服务（HMIMaintenanceService）
a）操作员站和数据服务器停机
b）关机维护计算机，拆走和重装打印机
停止自动打印（AutoPrintStop）
a）停止打印，不打印不需要消息
b）此项功能只停止一行打印项，不停止诸如SOE记录那样的记录
GPS时间调整（GPStimeadjustment）
a）使操作员站和数据服务器的时钟同步
b）每小时调正一次时间
c）当与GPS连接的操作员站处在联机方式时，这种时间调整才有效
定期记录（PeriodicLog）
a）记录过程值
b）按每小时、每班、每天、每月、记录数据
c）每页最多40点，最多50页
操作记录（OperationRecord）
a）通过CRT操作分析操作员的过去操作
b）操作记录列表
c）最多可存储5000次操作
跳闸后回溯显示（PostTripReviewDisplay）
a）分析跳闸前后数据
b）显示跳闸点记录状态改变前后记录点趋势图并列表
c）收集20组
每组10个跳闸点，每组需收集20点
操作员日志（OperatorLog）
a）由操作员记录
b）按规定的记录点间隔记录并打印
c）20组，每组20点
SOE记录（SOELog）
a）分析SOE
b）显示打印SOE指令
c）储存了4个案例
累积服务（AccumulationService）
a）分析设备记录，如运行时间和运行次数
b）显示累积数据后清除
性能计算服务（PerformanceCalculationService）
a）计算性能
b）显示计算值
3.1.4运行方式和监视方式
对于CRT操作来说，有两种方式：
运行方式和监视方式。
只有在运行方式时，才能实现CRT操作。
运行方式只允许1/1屏幕，不允许4/1屏幕。
若操作员在4/1屏幕时选择运行方式，则屏幕会自动转变到1/1屏幕，当显示CRT操作帧时，若操作员选择监视方式，则会如下自动删除操作帧：
a）8帧显示→操作帧概述，包括先前显示的8帧显示组合
b）2帧显示和模拟显示→与先前显示相同的模拟显示
c）2帧显示和程序主显示→与先前显示相同的顺序主显示
以下功能仅在选择运行方式时才可利用：
1）8帧显示
2）2帧显示和模拟显示
3）禁止操作
4）2帧显示和定序主显示
以下功能仅在选择监视方式时才可利用：
1）4/1显示
2）模拟显示中的点窗口
3.1.5数据显示规格
3.1.5.1CRT中过程值和状态的更新时间
CRT屏幕中的更新时间示于表3.1–3：
表3.1–3：
更新时间
功能
更新时间
模拟显示
1秒
趋势显示
1秒
操作帧
0.5秒
过程运行
1秒
报警显示
1秒
3.1.5.2数据状态显示
数据以数据状态区分。
数据格式及其颜色列于表3.1–4。
表3.1–4数据格式与状态
优先号
状态
模拟显示
模拟显示除外
打印
数据
颜色
数据
颜色
1
报警
12345678
红
12345678
红
12345678
2
数据设置
12345678
黄
12345678
黄
12345678
3
扫描删除
？
白
ScanRmv
白
ScanRmv
4
不良输入
？
白
BadInp（*1）
红
BadInp（*1）
5
报警删除
12345678
白
12345678
白
12345678
6
停止报警
12345678
白
12345678
白
12345678
7
正常
12345678
白
12345678
白
12345678
（*1）“BadInp”（不良输入）会依照其状态如下变动。
状态
模拟显示
模拟显示除外
打印
数据
颜色
数据
颜色
计算异常
？
白
CalcAb
红
CalcAb
传输异常
？
白
TrnsAb
红
TrnsAb
溢出
********
白
Overflow
红
Overflow
输入错误
？
白
InpErr
红
InpErr
不定计算
？
白
IndefCal
红
IndefCal
当一个过程值同时有几个状态时，则显示的优先次序就是优先号次序，譬如，数据设置和报警停止→模拟显示中的黄色数字。
3.2全功能菜单
功能：
此功能是每项功能分级结构中的最高一级。
多数功能可从此屏幕调用。
说明：
a.此功能为页面型，非滚动型。
b.一个页面中有16个按钮。
如果将一个功能分配给一个按钮而操作者选中此按钮，则所分配的功能就被调用。
c.有4页菜单屏幕。
d.这些功能的次序与操作员键盘上的功能按钮相同。
3.3操作帧概述
功能：
此功能显示8帧概述。
此屏幕显示以下项目：
1）系统名
2）组名（8帧组合）
3）操作帧名
4）操作帧状态
说明：
a.此功能为页面型，非滚动型。
b.利用操作员请求功能，可以更改系统名和组名。
c.利用操作帧赋值功能，可以更改帧赋值。
d.屏幕上的彩色框显示帧状态（该框显示[OperationFrameabnormality]（操作帧异常）状态，[Transmissionabnormality]（传输异常）状态，[Auto]（自动）状态和[Manual]（手动）状态）。
e.一个屏幕中有8组，每组有8帧。
f.所显示的最多字符数如下。
项目
字符数
系统名
40
组名
30
帧名
30
3.4CRT操作
功能：
CRT操作功能采用CRT显示控制器和输入装置（后者即一个鼠标器和一个操作键盘），通过控制器，支持直接操纵执行器。
说明：
a.当鼠标器的指针位于CRT监视器中显示的按钮上时，可以通过点击鼠标器左面按键来操作按钮（PB）。
b.按动操作键盘上的按键，可以操作按钮。
c.当鼠标器的指针位于CRT监视器中显示的按钮上时，可以通过点击鼠标器左面按键来操作点动按钮。
d.按动操作键盘上的按键，可以操作点动按钮。
e.如果交叉操作鼠标器和键盘，则最后一次操作有效。
f.有两种操作型式。
一种是8帧显示，另一种2帧显示带模拟显示。
g.只能在运行方式场合，才能显示8帧显示及2帧显示带模拟显示。
（*）当选定一个操作帧时，便会出于安全而为下述设备显示口令的子窗口。
-机组高压侧的控制按钮（CB）
h.CRT操作有辅助功能，即[禁止操作]和[操作帧值]。
i.可以占用1/1方式操作。
若操作员将方式修改为4/1方式的运行方式，则当前屏幕会自动扩展到1/1方式。
j.可以同时在一个以上屏幕上操作，但是，在同一时间不能选择同一帧面。
k.可以在上区显示趋势图。
趋势图的时间跨度是15分钟。
数据收集周期是2秒钟。
线条交换方法是1/3交换。
当趋势线移至右端时，这些线条在趋势图区交换1/3。
可以将模拟点分配给趋势图。
3.4.1禁止操作
功能：
禁止操作功能设置和删除对每一个操作帧的禁止操作。
说明：
a.CRT控制器存贮禁止操作设置信息。
在CRT关机后重新启动时不会删除此信息。
此信息一直保留到请求删除此项禁止为止。
b.可为每一个操作帧设置5例禁止。
在设置了一个或多个禁止场合，禁止状态有效。
当操作员请求第6个禁止时，会显示出错消息。
c.可以输入以下项目作为设置信息。
如果从[操作员号]（OperationSheetNo.），[操作名]（OperationName），[禁止请求名]（InhibitionRequestName）,[删除预定日期]（CancelScheduleDate）和[禁止操作员]（InhibitionOperator）这些项目中输入一项，此项目便有效。
即使操作员未输入[禁止日期]（InhibitionDate），请求时也会自动输入操作日。
No.
设置项目
字符数目
备注
1
操作项号
8
2
操作名
20
3
禁止请求名
16
4
禁止日期
MMM/DD/YYYY（月/日/年）
自动设置
5
删除预定日期
MMM/DD/YYYY
6
禁止操作员
d.复制功能支持操作员输入设置信息。
输入信息输入缓冲器，并按操作员请求显示于子窗口中。
操作员利用此项功能，可将此信息集复制到其它帧面上。
在请求设置时，输入信息会复制到缓冲器内。
此信息将保存在每个CRT中，最多数目为10条。
一旦缓冲器存满，旧数据将被删掉，而只保存最新的10个数据。
e.当设置一个或多个禁止时，在删去所有设置之前，不能用CRT操作来操作。
f.只能在运行方式时操作此项功能。
g.当在别的CRT上请求禁止操作子窗口时，会拒绝禁止操作请求。
而若同时操作帧面时，也会拒绝禁止操作请求。
h.若在显示时限设置一个或多个禁止操作，则第一页信息默认显示。
限制：
i）即使设置了禁止操作，亦能利用外部硬开关和控制器中的主定序接收操作。
3.4.2操作帧的分配
功能：
这是将每一个操作帧分配给8帧屏幕的功能。
说明：
a.可选择8帧位置来分配帧面。
b.可用[帧名]（FrameName）和[标记号]（Tag.No.）选帧。
c.可删去分配的帧。
d.由每个CRT管理8帧分配信息。
3.5模拟显示
功能：
此功能用模拟符号和模拟数据来监视电厂设备状态。
说明：
a.此功能为页面型
b.电厂设备的每个模拟符号按颜色定义，就是说，按照赋值数据，符号改变、状态改变和模拟值每1秒钟更新一次。
c.关于模拟值的颜色，见“3.1.5.2数据状态显示”一节所述。
d.在监视方式下点击模拟值或某些符号，可以显示点窗口。
模拟值的点窗口就是以每1分钟的数据显示过去60分钟的趋势图的功能。
模拟符号的点窗口就是显示过程标识（ProcessIdentification），过程说明（ProcessDescription）和在分配给该符号的数点处的当前值的功能。
e.运行方式时，点击虚线框起的一个符号，可以显示带模拟显示的2帧显示功能。
3.6成组显示
功能：
以成组列表方式显示模拟数据和数字数据的当前值
此功能显示以下数据：
1）过程标识
2）过程说明
3）当前值
4）符号（模拟）
5）限值（模拟）
6）机组（模拟）
7）状态码（数字）
说明：
a.操作员可以寄存待显示的过程点。
b.组数目为每个CRT屏幕100组。
可以将过程点存储在每个CRT上。
c.所存储的点数最多为每组20点。
d.更新时间为1秒钟。
e.字符颜色按照其状态。
关于颜色，可参阅“3.1.5.2数据状态显示”一节所述。
报警状态依其颜色及其当前值的闪烁而显示。
f.若欲选择内含20个赋值点的一组数据而显示其条形图，则可通过请求条形图（BarGraph）软键而显示包含条形图的子窗口。
g.最多字符数目如下表所列。
项目
字符数目
过程标识
17
过程说明
40
当前值
8
符号
2
限值
8
机组
6
状态码
8
3.7条形图显示
功能：
用条形图显示当前值，如成组列
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