InTouch在ITCC人机界面便捷与安全中的应用

0 引言

    随着近几年来中国炼化企业的快速发展，透平压缩机综合控制ITCC(integrated turbine compressor contr01)在炼化企业的应用越来越广泛，它已成为炼化企业控制系统中重要的设备之一。ITCC人机界面关系到操作的方便快捷和安全可靠，其重要性也越来越得到重视。

    Wonderware公司开发的过程可视化组态软件InTouch是目前应用较为广泛的人机界面组态软件之一，它在ICS、TRICONEX等公司生产的ITCC系统中都得到了广泛的应用。

    文章以InTouch在ITCC系统中的应用为例，介绍了画面自动弹出、画面调用、报警和历史趋势查看、速度和防喘振画面各类功能实现和操作以及键盘加锁、功能设限和不同权限用户配置等；同时，详细介绍了实现这些功能的方法，论述了InTouch在实现人机界面方便快捷和安全、可靠方面的应用，为从事ITCC的人员提供了在人机界面方面可供参考与借鉴的经验。

1 便捷策略

    透平压缩机人机界面的设计要尽可能使操作人员便捷地获取各种报警或联锁信息，并进行各种操作。

1.1 画面自动弹出功能

    当装置发生报警或联锁事件时，相关的画面能够自动跳出，大大缩短了操作人员的判断时间。在程序脚本中编写一段由多层嵌套IF语句组成的程序，按照画面的重要程度由外向里依次安排，则最外层嵌套对应的画面先跳出，然后是第二层界面，依此类推。当多个画面同时出现报警或者联锁信号时，画面将按其重要的程度依次跳出。

1.2 报警图细化

    报警图是为了在人机界面查看报警记录。实现报警功能需要导入“分布式报警显示”向导(一种简易的控件)，然后对该向导定义名称、属性、报警显示格式、报警显示颜色等。为了方便地查看报警记录，可以利用“报警组”进行过滤显示，同时需要定义一个组合控件，组合控件的名称定义为ComboBox_l；同时，还需要在该报警画面的“窗口脚本”中的“显示时”编写程序。

1.3 操作窗口画面

    ITCC操作窗口画面的调用采用下拉式菜单和专门画面两种方式。

1.3.1 下拉式菜单方式

    以某装置为例，在画面上导人Windows控件中的复合框控件，复合框控件名为“ComboBox-1”，并定义其标记名为“OPENWINDOWNAME”，选中的窗口画面的名字就会赋值给“OPENwINDOwNAME”，同时在窗口脚本中编写如下脚本程序。

1.3.2 专门画面方式

    在专门画面上定义触动按钮，在触动按钮选项中定义要湿示的窗口，则通过点击专门窗口画面上的按钮，可以很方便地进入到各个画面中去。如果画面比较少，可把屏幕下方的窗口画面做成调用画面的按钮菜单，同时也可以让相应的按钮颜色根据对应画面是否有联锁信号而变化。

1.4 历史趋势画面综合调用

    历史趋势画面在事故原因调查分析、工艺参数调整以及PID整定等方面都起到十分重要的作用。为实现各种功能调用的方便快捷，一般需要采用InTouch的三个向导(控件)，即“含指示器和刻度的历史趋势”、“缩放或者平移趋势面板”和“趋势笔图例”。有效组合这三个向导可实现调用历史趋势方便、快捷、灵活和信息全面等。“含指示器和刻度的历史趋势”完成趋势的主画面，包含调用点的历史趋势图、时间和量程等信息以及时间选择游标等。“缩放或者平移趋势面板”可以方便自如地完成趋势画面上曲线的缩放和平移。“趋势笔图例”完成趋线点的选择和该点在趋势画面游标处的历史值和实时值。在导人三个向导时，需要对向导定义一些参数，三者需定义相同的历史趋势和笔刻度名称，并在缩放或者平移趋势面板定义平移时间变量名称。所有变量的历史记录会按照时间顺序统一地存放到硬盘上带有时间信息的文件中，文件可以放在指定的文件夹中。每天生成两个文件，通过更改历史记录配置，设定历史趋势，则通过使用这些文件，就能方便地调用相应的历史记录。

1.5 ITCC调速画面设计

    ITCC调速画面对开机前的各种测试操作、开机升速阶段以及正常运转时的调节操作等都发挥重要的作用。所以，要实现调速画面的方便快捷，画面必须包含压缩机转速控制方面的信息和操作按钮。调速画面包括启动模式选择(自动升速或手动升速)、控制模式选择(远程或者本地控制)、超速试验方式选择(电子超速试验或者机械超速试验)以及停机方式选择(紧急停车或者自动停机)等操作按钮，还包括压缩机转速、出入口压力、温度等参数的实时值显示以及关键参数的实时趋势图等信息。

1.6 ITCC防喘振控制画面设计

    ITCC防喘振采用可变极限流量法，使控制压缩机不进入喘振区，循环气量最小，从而达到提高效率降低能耗的效果。但是可变极限流量法比较复杂，而在ITCC防喘振控制画面中，包含了压缩机防喘振控制方面的许多信息和操作按钮。该画面可以分为四个区域，即压缩机喘振控制区显示喘振线、喘振控制线、喘振控制线下移线、压缩机的工作点和盘旋点。防喘振控制方式选择区包含防喘振控制模式选择操作按钮(ITCC有自动、手动和半自动三种防喘振控制模式)以及相关信息，防喘振实时曲线区显示压缩机关键参数，包括出口压力、入口压力和人口流量，有的还包括入口温度等的实时曲线。实时数据区显示防喘振控制参数，包括压缩机工作点的位置和出入口压力、人口流量和入口温度等。该画面实现的难点是：压缩机喘振控制区的喘振线和喘振控制线，以及喘振控制线下移线以及工作点和盘旋点的组态均是由线或点在画面的坐标上进行定位的。

2 安全策略

    本文通过设置键盘功能键加锁、特殊按钮设置用户权限等，以防止误操作，保证软件使用过程的安全。

2.1 键盘加锁

    组态时，通过软件实现对键盘各功能键的加锁，以防止随意退出人机界面或者对操作站进行与ITCC无关的操作。

    ①设置WindowViewer属性，实现键盘加锁在WindowViewer窗口配置中，将几个关键的功能键禁用，即可实现加锁。这种键盘加锁方式的优点是设置简单，但是键盘解锁时，必须通过修改组态进行解锁，其步骤繁琐并且使用不方便。

    ②编写脚本，实现键盘加锁

    在应用程序运行期间编写脚本，可以灵活地实现键盘加锁功能。

    这种键盘功能键加锁方式的优点是加锁和解锁的切换方便快捷。目前一般采用这种加锁方式。

2.2 软旁路安全措施

    为了防止误操作，对软旁路按钮操作采取了一些必要措施。

    ①设置ITCC软旁路的操作权限，一般限定在班长以上的用户。实现方法通常是对旁路按钮的有效性进行定义，当登录用户级别在班长以下时，无法进行软旁路操作。

    ②旁路按钮不直接进行旁路操作，而是调用旁路画面，弹出对话框，对旁路操作作进一步确认。

    ③旁路操作和旁路显示变量分开，防止在进行旁路操作时，因通信中断造成应该实际完成的旁路操作却已显示在旁路位置。如变量“口”用来进行旁路操作，变量“b”用于显示旁路操作的状态，则在控制站的程序中额外增加一段程序，把“a”的值赋给“b”即可。

    ④当1TCC中有大量旁路按钮时，采用旁路按钮共用一个旁路画面的方法。这样可以减少大量旁路画面组态的繁琐工作，避免组态错误。如旁路按钮执行CALLBYPASS(”gPSLL327-BY”)，调用函数BYPASS，同时将变量传给BYPASS的变量。在函数BYPASS中定义参数TAGNAME，这样，gPSLL_827_BY就赋值给了TAGNAME，BYPASS函数执行BP．Name=TAGNAME；Show At(。IA—SELECT BYPASS OR NOT”，$ObjHor+150，$ObjVer)，把要旁路的点(变量)赋值给BP，同时定位显示旁路画面；在旁路画面中对“BP，’进行旁路操作。

2.3 一些特殊按钮的安全措施

    ITCC中有一些特殊按钮，若误操作，会造成严重的后果。为防止误操作，需要像旁路按钮一样进行操作设限，使用户达到一定的操作级别时才可以进行操作。另外，有些特殊的按钮还需要增加额外的限制，如防喘振控制纵览画面的防喘振阀测试按钮，ITCC启动及调速画面上的超速试验选择开关、超速试验方式选择以及调速阀静态调试按钮等，需要限制在机组停机时才可以有效，开机后这些按钮自动失效。

2.4 用户配置及登录

    用户配置及登录是对各类操作进行设限的基础。用户配置定义不同的级别和用户，用户登录画面可以完成不同用户间的切换。

2.4.1 配置用户

    配置用户是ITCC人机界面的一项重要工作。它为不同的使用人员配置了不同的权限，一般配置三级权限，即工程师、班长和操作工。软旁路、退出画面、修改用户名和密码等丁作须在特定的用户下才可以进行，确保了各种操作的安全性。

2.4.2登录设计

    登录设计和配置用户相对应，用于不同配置用户间的切换。以某装置的登录画面为例，先设计一个登录按钮，然后在按钮的动作定义中指定点击按钮时跳出输入用户名和密码的登录画面。登录画面包括“用户名”、“口令”、“操作级别”以及确认和退出登录两个按钮。

    ①确定按钮的动作脚本，“按下时”状态的脚本为：

3 结束语

    随着ITCC技术的发展，人机界面的便捷性和安全性的要求越来越高，ITCC人机界面的便捷与安全始终是ITCC组态尤其是ITCC人机界面组态的重点和难点。本文从实践出发，综合论述了实现防止误操作、便捷地查看各种信息的方法和手段，为ITCC人机界面组态提供了思路，提高了组态效率。出色的人机界面为透平压缩机的正常运行提供了有效的保证，为ITCC人机界面在实际应用中的不断完善提供了参考依据。