Co to jest diagram mnemoniczny, przeznaczenie, rodzaje, zasady tworzenia, oznaczenia na diagramach

Dla wygody wizualnego postrzegania schematów funkcjonalnych kontrolowanych lub kontrolowanych obiektów stosuje się schematy mnemoniczne - graficzne reprezentacje schematów tych obiektów. Diagram mnemoniczny może przedstawiać np. warsztat CNC, proces technologiczny lub system np. sieć energetyczną. Innymi słowy, diagram mnemoniczny to informacyjny warunkowy model systemu lub procesu w postaci symboli, które oznaczają części systemu, a także ich relacje.

Diagram mnemotechniczny odwzorowuje graficznie strukturę całego systemu, ułatwiając tym samym pracę operatora, który dzięki takiemu schematowi może łatwiej zapamiętać strukturę systemu, relacje parametrów, przeznaczenie niektórych kontrolek, narzędzia , maszyny do cięcia metalu itp.

Diagram mnemoniczny jest dla operatora sterującego procesami być może jednym z najważniejszych źródeł informacji o procesach aktualnie zachodzących w systemie, o strukturze i charakterze tych procesów, o aktualnym stanie systemu, w szczególności o incydentach i naruszeniach normalnego trybu pracy.

Najczęściej schematy mnemotechniczne opierają się na wykorzystaniu diagramów technologicznych. Schemat technologiczny jest rozumiany jako warunkowa graficzna reprezentacja zespołu głównych i pomocniczych elementów (urządzeń) oraz połączeń między nimi, która określa główny proces technologiczny.

Schematy wykonywane są na obrazie planarnym bez zachowania skali, nie uwzględniają rzeczywistego przestrzennego rozmieszczenia elementów lub uwzględniają go w przybliżeniu.

Przykładowo schematy technologiczne elektrowni i sieci obejmują: schemat cieplny obiektu energetycznego (TPP, EJ) lub instalacji (blok, blok, reaktor), schemat obiektu paliwowego wraz z rurociągami parowymi i naftowymi, schemat kompleksu chemicznego do oczyszczania wody, schemat połączeń elektrycznych pierwotnych i wtórnych oraz schematy poszczególnych zespołów (rurociągi parowe, linie energetyczne, obwód rozruchowy bloku, wzbudzenie rezerwowe, blokada pracy odłączników, zasilanie pomocnicze 6 kV, zabezpieczenia, itp.).

Schematy te przedstawiają wszystkie dostępne połączenia, urządzenia, armaturę, elementy i części wraz z oznaczeniami przyjętymi w elektrowni oraz niezbędnymi objaśnieniami graficznymi i tekstowymi.

Jeśli kontrolowany obiekt ma złożoną strukturę, istnieje wiele parametrów, które wymagają operacyjnej kontroli, a jest to skomplikowany technologicznie schemat.Jeżeli w trakcie eksploatacji obiektu sam schemat technologiczny może ulec zmianie, to w takich przypadkach schematy mnemoniczne okazują się bardzo, bardzo skutecznymi narzędziami. Mogą pokazywać stany poszczególnych urządzeń, maszyn, agregatów, wartości różnych parametrów, a także dostarczać ogólnych informacji o przebiegu procesu technologicznego.

Operator pracujący w warunkach obfitości napływających do niego informacji, dzięki diagramom mnemotechnicznym może sprawniej wyszukiwać informacje, gdyż diagram mnemoniczny zawsze implikuje logikę, pokazuje rzeczywiste zależności między parametrami obiektu, który ma być kontrolowany lub monitorować.

Za pomocą diagramu mnemotechnicznego operator może łatwo logicznie usystematyzować i szybko przetworzyć napływające do niego informacje, ułatwia to również diagnostykę techniczną w przypadku odchyleń od normy. Dlatego schemat mnemotechniczny służy jako zewnętrzne wsparcie w podejmowaniu najlepszej decyzji i zastosowaniu prawidłowej akcji kontrolnej.

Diagramy mnemotechniczne tworzone są zawsze zgodnie z szeregiem zasad ukształtowanych przez wiele lat praktycznego stosowania diagramów mnemonicznych. A jedną z głównych zasad jest zwięzłość. Diagram mnemoniczny nie powinien zawierać niczego zbędnego, powinien być tak prosty, jak to tylko możliwe. W przypadku braku elementów niejednoznacznych wyświetlane dane powinny być przedstawione w sposób jasny i konkretny, możliwie najkrótszy, aby można je było łatwo dostrzec i w odpowiednim czasie dalej przetwarzać.

Zasada unifikacji (podsumowania) implikuje wybór diagramu mnemonicznego i wykorzystanie w nim najważniejszych cech obiektów, to znaczy nie jest konieczne pokazywanie nieistotnych cech strukturalnych systemu na schemacie mnemonicznym. Symbole podobnych procesów i obiektów powinny być łączone i ujednolicane.

Zasada akcentowania kontroli i kontroli dyktuje przede wszystkim potrzebę podkreślenia kształtem, kolorem i rozmiarem najważniejszych elementów służących kontroli państwa i skłaniających do podjęcia ważnych decyzji dotyczących oddziaływania na obiekt kontroli.

Zgodnie z zasadą autonomii ważne jest oddzielenie od siebie części diagramu mnemotechnicznego odpowiadających autonomicznie zarządzanym i sterowanym jednostkom i obiektom systemu. Poszczególne części wyraźnie odróżniają się od pozostałych, przestrzegając zasady struktury, zgodnie z którą muszą mieć strukturę odmienną od pozostałych struktur i łatwą do zapamiętania, przy czym struktura musi odpowiednio odzwierciedlać naturę i podstawowe właściwości obiektu na schemacie mnemonicznym .

Zasada zgodności przestrzennej elementów kontrolnych i kontrolnych nakazuje rozmieszczenie wskaźników i przyrządów ściśle zgodnie z położeniem odpowiadających im elementów kontrolnych, tak aby przestrzegane było prawo zgodności reakcji z bodźcem.

Jedną z kluczowych zasad tworzenia diagramów mnemotechnicznych jest zasada posługiwania się stereotypami i znanymi skojarzeniami.Operator musi kojarzyć konwencje parametrów ze standardowymi oznaczeniami tych parametrów, które są ogólnie przyjęte, a zamiast abstrakcyjnych ikon lepiej jest stosować symbole, które precyzyjnie oznaczają odpowiednie procesy i obiekty.

Na rysunku pokazano przykład różnych oznaczeń dla tych samych parametrów. Tutaj oznaczenia literowe są pokazane w górnym rzędzie, ich konwencjonalne oznaczenia w drugim rzędzie, a symbole mnemoniczne w trzecim rzędzie. Oczywiście symbole mnemoniczne są podobne w zarysie do konturów liter, dlatego preferowane są symbole mnemoniczne.

Praktyka pokazuje, że stosowanie symboli mnemonicznych prowadzi do zmniejszenia liczby błędów i skrócenia czasu, jaki operator poświęca na rozpoznawanie znaków o 40%.

Diagram mnemoniczny nie powinien jednak całkowicie kopiować struktury technicznej. Jego zadaniem jest pokazanie logiki sterowanych i monitorowanych procesów, uproszczenie wyszukiwania i identyfikacji niezbędnych informacji dla operatora, pomoc w szybkim podjęciu właściwej decyzji i wykonaniu niezbędnej operacji na czas.

Diagramy mnemoniczne to dyspozytor i operator. Pomieszczenia operatorskie przedstawiają jeden kompleks technologiczny, a sterownie – rozproszony system składający się z obiektów, kompleksów, agregatów itp. obiekty.

Jeżeli operator dokonuje przełączenia bezpośrednio na diagramie mnemonicznym, wówczas taki diagram mnemoniczny operatora nazywa się operacyjnym. Jeżeli schemat mnemoniczny służy jedynie do informowania operatora, jest to niedziałający diagram mnemoniczny. Diagramy mnemoniczne wysyłania są podobnie podzielone na mimiczne i świetlne.

Schemat mnemotechniczny operacyjny oprócz urządzeń wyświetlających i wskaźników, elementów sygnalizacyjnych i obrazkowych zawiera również elementy sterujące dla dzwoniącego lub typu indywidualnego.Na schematach mnemonicznych dyspozytora mimicznego znajdują się przełączniki do ręcznego usuwania sygnałów i uzyskiwania danych na diagramie mimicznym dla aktualny stan rzeczywisty kontrolowanego obiektu.

Jeżeli na diagramie mnemonicznym każdy z elementów informacyjnych jest powiązany z osobnym czujnikiem, to taki diagram mnemoniczny nazywany jest pojedynczym obiektem lub osobnym. Jeśli możliwe jest przełączanie między kilkoma obiektami tego samego typu, wówczas taki schemat mnemotechniczny nazywany jest wieloobiektowym lub selektywnym (wywoływaniem).

Tak więc wywoływanie diagramów mnemonicznych może przełączać się między wieloma czujnikami na jednym obiekcie lub między obiektami. Wywoływanie schematów mnemotechnicznych pozwala zmniejszyć obszar panelu, zamiast kilku użyć jednego, zaoszczędzić na instalacji urządzeń i systemów przetwarzania informacji, a także ułatwić pracę operatora poprzez uproszczenie obwodu i zawężenie pola widoku.

Jeśli diagram mnemoniczny zawsze przedstawia diagram stałych tego samego obiektu, to taki diagram mnemoniczny nazywa się stałą. Jeśli w zależności od trybów pracy obiektu, w zależności od charakteru zachodzących procesów, obraz zmienia się znacząco, taki schemat mnemoniczny nazywa się zastępowalnym. Na przykład najpierw wyświetlany jest schemat początkowy, następnie schemat normalnej pracy obiektu, aw przypadku awarii schemat awaryjny.

Wykresy mnemoniczne znajdują się zarówno na panelu konsoli, jak i na poszczególnych panelach, na załącznikach konsoli i na dodatkach pulpitu nawigacyjnego.Wyświetlacz informacyjny może być przedstawiony zarówno w postaci dyskretnej i analogowej, jak i analogowo-dyskretnej.

Zgodnie z kształtem symboli jednostki, obiektu, wyposażenia technologicznego, schematy mnemotechniczne dzielą się na objętościowe, płaskie i reliefowe. Zgodnie z metodą kodowania — w symbolicznym i warunkowym. Symbole nie mają żadnego związku z rzeczywistymi procesami i przedmiotami. Na powyższym rysunku drugi wiersz odpowiada metodzie kodowania warunkowego, a trzeci symbolicznej.

W sposobie, w jaki symbole lub znaki pojawiają się na diagramach mnemonicznych, obrazy mogą mieć bezpośredni lub odwrotny kontrast. Elementy nanoszone są metodą fotograficzną, rysunkową, naklejkową, elektroluminescencyjnymi źródłami światła, wyładowaniami gazowymi, diodami LED, żarówkami, CRT i inne wyświetlacze.

Wyświetlacze są obecnie najbardziej popularne, ponieważ przy złożonej rozgałęzionej strukturze obiektu, gdy technologicznie regularnie proces się zmienia i tak naprawdę potrzebnych jest kilka łańcuchów mnemonicznych. Ekran wyświetlacza umożliwia wyświetlenie schematu mnemonicznego całego systemu lub schematów poszczególnych obiektów lub węzłów. Wywołanie na ekranie niezbędnego schematu mnemotechnicznego jest wykonywane przez samego operatora lub przez komputer.

Podczas opracowywania schematów mnemonicznych wybierana jest najbardziej optymalna forma symboli. Jednocześnie muszą być zamknięte, a dodatkowe linie i elementy nie mogą przecinać się z obrysami symbolu, aby nie przeszkadzać operatorowi w odczytywaniu informacji. Wymagania są szczególnie wysokie w przypadku symboli alarmowych i symboli wskazujących stan funkcjonalny.

Kolor zielony jest zwykle używany do wskazania „włączony”, a czerwony do wskazania „wyłączony”.Sygnał przerwania nowego stanu informuje o zmianie stanu, np. jeśli urządzenie początkowo pracowało i wskaźnik był zielony, to po wyłączeniu migał przerywanym czerwonym światłem. Częstotliwość błysków wynosi od 3 do 8 Hz, a czas trwania błysku wynosi co najmniej 50 ms. Alert o zmianie statusu może wyłączyć tylko sam dyspozytor.

Jeśli chodzi o linie łączące schematu mnemonicznego, powinny to być ciągłe linie proste, jak najkrótsze i mieć jak najmniej przecięć. Jeśli diagram mnemoniczny jest bardzo duży, jest na nim przedstawionych wiele obiektów, a kolory są różne i jasne, wizja operatora jest przeciążona. Z tego powodu diagramy mnemotechniczne zawsze starają się zmniejszyć liczbę kolorów, które przytłaczają oczy: fioletowy, fioletowy i czerwony.Kolor tła nie powinien być nasycony i lepiej, aby jego kolor był jasnożółty, jasnoszary lub jasnozielony.

Przy ocenie gotowych diagramów mnemonicznych bierze się pod uwagę stosunek liczby elementów pasywnych do aktywnych, co wskazuje na stopień zawartości informacyjnej diagramu mnemonicznego, stosunek liczby elementów pasywnych do całkowitej liczby elementów mnemonicznych jest również obliczany.

Zasadniczo przy projektowaniu schematu mnemotechnicznego bierze się pod uwagę kilka jego ostatecznych wariantów, a poprzez modelowanie schematu mnemotechnicznego w taki czy inny sposób symulowany jest również proces interakcji operatora ze schematem mnemonicznym. Im szybciej operator jest w stanie rozwiązać zadane zadania i im mniej popełnia błędów, tym bardziej pomyślny jest schemat mnemoniczny.

Zakres zastosowania diagramów mnemotechnicznych jest dziś ogromny.Obwody mnemoniczne są szeroko stosowane w budownictwie, metalurgii, energetyce, inżynierii mechanicznej, produkcji przyrządów, kolejnictwie i ogólnie w przemyśle transportowym, a także w wielu innych sektorach przemysłowych i cywilnych.