VDI VDE 3699 Blatt 4-2014 Process control using display screens - Curves.pdf

1、ICS 25.040.40, 33.200 VDI/VDE-RICHTLINIEN Januar 2014 January 2014 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Prozessfhrung mit Bildschirmen Kurven Process control using display screens Curves VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 Ausg. deutsch/englisch Issue Germa

2、n/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Industrielle Information

3、stechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Energietechnik Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedZu beziehen durch/ AvailableatBeuthVerlagGm

4、bH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreserved(a)VereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2014FrhereAusgaben:08.97,09.12Entwurf,deutschFormereditions:08/97,09/12Draft,inGerman onlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 B

5、egriffe 3 4 Zweck, Arten und Zustnde von Kurven 3 4.1 Zweck von Kurven . 3 4.2 Vorgeschichte und Historie 5 4.3 Prdiktorkurven 6 4.4 Zustnde von Werten und deren Darstellung in Kurven 6 5 Erfassen und Speichern von Kurvenwerten 8 6 Gestaltung von Kurvenbildern . 8 6.1 Felder des Kurvenbilds 8 6.2 Au

6、fteilung des Kurvenbilds . 11 6.3 Kurvendarstellung 12 6.4 Anordnung und Beschriftung der Achsen . 15 6.5 Sommerzeit-Winterzeit-Umstellung 17 6.6 Beispiele fr Kurvenbilder . 17 7 Bedienung . 22 7.1 Anwahl von Kurvenbildern 22 7.2 Bedienung im Kurvenbild 23 7.3 Abwahl von Kurvenbildern 25 7.4 Auswert

7、ung und weitere Nutzung von Kurven . 25 7.5 Erstellung von Ausdrucken auf Papier . 26 Anhang A Erfassen und Speichern von Kurvenwerten 27 A1 Abtastrate . 27 A2 Handeingaben 28 A3 Datenreduktion . 28 Anhang B Berechnung der Kurvenfeldhhe . 31 Schrifttum 32 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope

8、. 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Purpose, types and states of curves 3 4.1 Purpose of curves . 3 4.2 Recent and older history 5 4.3 Predictive curves 6 4.4 States of values and their representation in curves . 6 5 Acquisition and storage of curve values 8 6 Design of curve

9、displays . 8 6.1 Fields of curve display . 8 6.2 Structure of the curve display 11 6.3 Curve graph . 12 6.4 Positions and labelling of axes 15 6.5 Summer time/winter time changeover . 17 6.6 Examples of curve displays . 17 7 Interactions . 22 7.1 Selection of curve displays 22 7.2 Interactions in th

10、e curve display 23 7.3 Deselecting curve displays . 25 7.4 Evaluation and subsequent use of curves . 25 7.5 Printouts on paper 26 Annex A Acquisition and storage of curve values 27 A1 Sampling rate . 27 A2 Manual input 28 A3 Data reduction 28 Annex B Calculation of curve field height . 31 Bibliograp

11、hy 32 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8CD9NormCD - Stand 2014-02 2 VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VD

12、I 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de

13、/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the sta

14、ndard VDI 1000. All rights reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), stor-age in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensin

15、g con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3699 nennt Regeln und gibt Empfehlungen fr die Gestaltung von Darstellungen (Fliebilder, Kurven, Meldungen) be

16、i Verwendung vollgrafischer Bildschirmsysteme zur Prozessfhrung sowie Grundlagen fr Bedienungen. Sie besteht aus den Blttern: Blatt 1 Begriffe Blatt 2 Grundlagen Blatt 3 Fliebilder Blatt 4 Kurven Blatt 5 Alarme/Meldungen Blatt 6 Bedienverfahren und Bediengerte Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltte

17、r dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3699. Introduction The series of standards VDI/VDE 3699 specifies regulations and gives recommendations regarding the design of displays (mimics, curves, messages) for cases where full-graphics display systems are used for process c

18、ontrol, and it provides the basic principles of interaction procedures. It consists of the following parts: Part 1 Terminology Part 2 Principles Part 3 Mimics Part 4 Curves Part 5 Alarms/messages Part 6 Interaction procedures and devices A catalogue of all available parts of this series of standards

19、 can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3699. 1 Anwendungsbereich Kurvendarstellungen dienen zur Prozessfhrung im bestimmungsgemen (Produktions-)Betrieb oder zur Diagnose von Strungen. Zweck dieser Richtlinie ist es, Regeln und Emp-fehlungen zur Darstellung von Kurven auf Bild-schirmen und zu

20、r Bedienung von Kurvenbildern zu geben. Die Anwendung dieser Empfehlungen fhrt zu Darstellungen und Bedienungen, die kompatibel zu jenen fr vorgestaltete Darstel-lungen, Fliebilder und Meldungen sind, konform mit geltenden Normen sind und denen ergonomische Erkenntnisse zugrunde liegen. Konsequentes

21、 Anwenden der Empfehlungen fhrt zu einheitlichen Benutzungsoberflchen an unter-schiedlichen Arbeitspltzen. Dadurch wird: 1 Scope Curve displays are used for process control in normal (production) operation or to diagnose faults. The purpose of this standard is to specify regula-tions and give recomm

22、endations for the representa-tion of curves on screen displays and for the con-trol of curve displays. The application of these recommendations leads to displays and controls which are compatible with those for preformatted dis-plays, mimics and messages, comply with valid standards and are based on

23、 ergonomic knowledge. Consequent application of the recommendations leads to uniform man-machine interfaces at differ-ent workstations, with the following advantages: B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8CD9NormCD - Stand 2014-02All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2

24、014 VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 3 das Projektieren von Kurvendarstellungen ein-facher; beim einzelnen Projekt entfallen wieder-kehrende berlegungen und Vorgaben die richtige Interpretation von Kurvendarstel-lungen bei Einsatz des Operators an unter-schiedlichen Systemen (z. B. in verschiedenen War

25、ten) sicherer und leichter. Anmerkung: Der Begriff Operator“ steht sowohl fr mnn-liches als auch fr weibliches Wartenpersonal. Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3699 gilt fr die Prozessfhrung mit Bildschirmen in Anlagen der chemischen und petrochemischen Verfahrenstech-nik, fr Anlagen zur Dampferzeugung

26、sowie fr verfahrenstechnische Anlagen im Bereich der Eisenhttenindustrie, soweit nicht fr die genann-ten Anlagen oder Teilanlagen besondere Vor-schriften zu beachten sind, z. B. bei Anlagen, die mit Kernenergie betrieben werden. Die Richtlinie ist anzuwenden fr die Darstellung von Werten als Kurve i

27、n Abhngigkeit von der Zeit. The configuring of curve graphs becomes eas-ier. Repeated deliberations and inputs are un-necessary in new projects. The correct interpretation of curve representa-tions is more reliable and easier for operators who work with different systems (e.g. in differ-ent control

28、rooms). Note: In the following, this guideline refers to the operator with the pronouns “he”, “his”, etc., but the term includes both male and female employees. This series of standards VDI/VDE 3699 is valid for process control with screens in chemical and pet-rochemical processing plants, in plants

29、 for steam generation, as well as in process engineering plants in metallurgy, provided that no special regulations are to be observed in plants or parts of plants, e.g. for nuclear-powered plants. This standard is to be used for the representation of values as curves as a function of time. 2 Normat

30、ive Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: VDI/VDE 3699 Prozessfhrung mit Bildschirmen 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: VDI/VDE 3699 Process control using displ

31、ay screens 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI/VDE 3699 Blatt 1. 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the terms and definitions as per VDI/VDE 3699 Part 1 apply. 4 Zweck, Arten und Zustnde von Kurven Den Zusammenhang zwischen Kurven im Sin

32、ne dieser Richtlinie und verwandten Darstellungen zeigt Bild 1. 4 Purpose, types and states of curves The relationship between curves in the sense of this standard and related representations is shown in Figure 1. 4.1 Zweck von Kurven Die Anzeige von Kurven dient dem Operator im Rahmen seiner Aufgab

33、e Prozessfhrung“ vorwie-gend zur Trendberwachung. 4.1 Purpose of curves The display of curves serves to assist the operator in his process control task, mainly in the detection of trends. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8CD9NormCD - Stand 2014-02 4 VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte

34、 vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 Bild 1. Zweck, Arten und Eigenschaften von Kurven und verwandten Darstellungen Figure 1. Purpose, type and properties of curves and related representations B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8CD9NormCD - Stand 2014-02All rights res

35、erved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 5 Kurven zeigen den Verlauf der Werte einer oder mehrerer Gren in Abhngigkeit von der Zeit als Linie oder Punktfolge. Werte (analog oder binr) knnen gemessen oder berechnet und von Hand oder automatisch eingegeben s

36、ein. Kurven liefern qualitative (steigend, fallend, gleich-bleibend) und quantitative (Wann welcher Wert?, Betrag einer Abweichung oder Differenz) Infor-mationen. Insbesondere lassen sich durch Kurven leicht er-kennen und bestimmen: Gradienten: z. B. von Temperaturen in C/min Abhngigkeiten: Bei glei

37、chzeitiger Anzeige mehrerer Kurven wird erkennbar, wie die nde-rung einer Gre sich auf eine andere Gre auswirkt. Extremwerte: Wann wurde der grte bzw. der kleinste Wert erreicht und wie gro war er? Schwankungsbreiten: Wie gut hielt die Rege-lung den Istwert im vorgegebenen Toleranzbe-reich? Ereignis

38、se (Alarme): Wann hat der Messwert eine Alarmgrenze berschritten? Weshalb? (Zusammenhnge aus Abhngigkeiten) Anmerkung: Die Anzeige von Kurven kann sowohl als eigene Grafik in Form von Einblendbildern aufgerufen werden als auch ein Bestandteil eines Fliebilds sein. Curves show the course of values of

39、 one or more variables as a function of time as a line or series of dots. Values (analogue or binary) can be measured or calculated and be input either manually or auto-matically. Curves provide qualitative (rising, falling, steady) and quantitative (Which value applies when?, How is the amount of a

40、 deviation or difference?) infor-mation. In particular, the following can be easily detected and determined by curves: gradients: e.g. temperatures in C/min Dependencies: The simultaneous display of several curves enables to detect the effect of the change in one variable on another. Extreme values:

41、 When was the largest or small-est value reached and what was its magnitude? Magnitude of fluctuations: how well does the control system keep the actual values within the specified tolerance range? Events (alarms): When did the measurand ex-ceed an alarm limit? Why? (interdependencies) Note: The dis

42、play of curves can be a separate graphic in the form of a popup window or be integrated into a mimic. 4.2 Vorgeschichte und Historie In Darstellungen mit Vorgeschichte wird (bei horizontalem Kurvenverlauf) im Normalfall der aktuelle Wert an der rechts liegenden Werteachse angezeigt. Nach links ist d

43、ie Vorgeschichte ber die im Bild vorgegebene Zeitspanne angezeigt. Durch Scrollen nach links (die Kurven werden nach rechts verschoben) lsst sich der Inhalt des Vorgeschichte-Speichers bis zu dessen Anfangs-punkt einsehen. Neben einer ausreichend langen Vorgeschichte mssen fr sptere Analysen und Nac

44、hweise His-toriekurven aus einem Archiv abrufbar sein. Bei horizontalem Kurvenverlauf ist die Werteachse dann am linken Rand der Kurvenfelder angeord-net. Historiekurven werden nicht aktualisiert. Die Archivierung muss von Hand oder automa-tisch gestartet und gestoppt werden knnen. Chargenbezogene A

45、rchivierung soll mglich sein. Auf die Daten des Archivs sollte mit Auswertungs-programmen zugegriffen werden knnen. Die Unterschiede zwischen Vorgeschichte- und Historiekurven sind in Tabelle 1 gegenberge-stellt. 4.2 Recent and older history In presentations with history (for horizontal curves) the

46、representation of the current value on the value axis is normally shifted to the right-hand side. To the left, it shows historical values over the time interval specified in the display. By scrolling to the left (the curves are moved to the right), the content of the memory storage can be viewed up

47、to its starting point. In addition to a sufficiently long recent history, it shall also be possible to retrieve older history curves from an archive for subsequent analyses and verifications. In horizontal curve types, the value axis is then on the left edge of the curve field. His-tory curves are n

48、ot updated. It shall be possible to start and stop the archiving either manually or automatically. Batch-related archiving shall be possible. It should be possible to access the archived data with analysis programs. The differences between recent history curves and older history curves are shown in

49、Table 1. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF8CD9NormCD - Stand 2014-02 6 VDI/VDE 3699 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014 Tabelle 1. Sichtbare Unterschiede zwischen Vorgeschichte- und Historiekurven Vorgeschichte Historie Lage der im Kurvenfeld dargestellten Zeitspanne stets relativ zur Gegenwart durch einen ab-soluten Zeitpunkt und eine gewhlte Spanne bzw. durch zwei