用HMI/SCADA软件做更多

现代技术和创造性思维使许多令人印象深刻的项目能够使用人机界面软件和监督控制和数据采集软件。HMI和SCADA软件有助于OT和IT的融合。见六种SCADA软件的优点、应用。

由考克斯特拉维斯 2020年6月3日

学习目标

  • 人机界面(HMIs)、监控和数据采集(SCADA)系统可以为操作技术(OT)和信息技术(IT)团队提供实时信息。
  • 除了将人们联系在一起之外,它们还改善了整体的信息获取,可以帮助制造商提高效率。

毫无疑问,人机界面(HMI)和监控和数据采集(SCADA)系统对工业组织至关重要。特别是,SCADA允许工业组织:

  • 在本地或远程地点控制工业过程
  • 监控、收集和处理实时数据
  • 通过人机交互软件直接与传感器、阀门、泵、电机等进行交互
  • 将事件记录到日志文件中。

SCADA系统多年来经历了实质性的演进变化,允许工业组织做更多的工作。随着智能机器、大数据和工业互联网的引入,运营技术(OT)和信息技术(IT)部门发现他们需要解决同样的问题:访问工业数据,集成更多的系统和解决业务挑战。现代SCADA系统旨在通过利用最好的控制和IT技术来解决这些问题。

SCADA软件六大优势

企业积极采用现代工业应用平台和技术,在各行各业建立新的创新工业体系。SCADA处于中间位置,提供的功能包括:

  • 结合数据并与不同的系统集成
  • 不使用纸和剪贴板
  • 运行先进的逻辑引擎和计算
  • 让更多的人获得数据
  • 利用移动设备
  • 连接植物和人。

SCADA非常擅长与可编程逻辑控制器(plc)和现场设备通信。传统的SCADA系统通常对它们所能通信的plc的品牌有限制。能够从多个不同的plc中提取数据到一个平台中,为运营商提供“单一的玻璃面板”,这是非常重要的。得益于OPC UA等现代标准,用户可以将SCADA连接到这些设备上。

除了plc,其他几个数据源和集成对SCADA也很重要,例如计算机化维护管理系统(CMMS)、企业资源规划(ERP)、制造执行系统(MES)和其他。将这些系统连接起来,并在操作人员的屏幕上添加更多的上下文,会带来巨大的好处。

SCADA连接客户和供应商

澳大利亚ESM的团队帮助YourCoffee将其Shopify电子商务平台连接到工厂车间。使用带有RESTful web服务api的SCADA和基于可编程自动化控制器(PAC)的工厂自动化平台,ESM Australia向YourCoffee交付了工业4.0工具,用于连接、评估、结构和控制信息和物理过程。这使得该公司实现了生产目标。

YourCoffee的客户会订购他们想要的定制混合咖啡,并选择包的大小、类型和标签类型。通过使用web服务调用,SCADA利用从Shopify返回的JSON数据。然后,订单被划分到基于产品的对象中,用户可以从不同的订单中整理几个产品,并生成优化的生产运行,以减少转换时间。生产系统自动计算生产混合咖啡所需的时间、地点和数量,然后创建烘焙和包装时间表。Shopify和SCADA的结合缩小了客户和供应商之间的差距,提高了供应链的质量、速度和效率。

通过结合职能和使用现代技术,工业组织可以消除纸张和剪贴板。使用支持结构化查询语言(SQL)数据库的SCADA,现在可以将文书工作数字化。Microsoft Excel表格或Access程序也可以转换为中央共享应用程序。

SCADA的食谱,条形码,历史学家,MES

开发空中作业平台的JLG工业公司(JLG Industries)希望在其制造工厂的一个软件平台上实现标准化。该平台将统一现有的应用程序和设备,消除纸质表格,提供历史数据存储并提供MES功能。

系统集成商Multi-Dimensional Integration (MDI)通过利用JLG的ERP系统、条形码技术和配方管理开发了一个新系统,帮助JLG。客户通过蓝牙从磅秤上获取体重样本,完成后打印条形码标签。然后,标签在下游站被扫描,数据被食谱管理系统用于自动设置机器计算和载入食谱。所有数据都保存在MSSQL服务器中,并在每个制造工位生成报告。JLG取消了纸质统计过程控制图、关键领域的纸质生产计划表、手工计算和手工数据录入。

更多的SCADA数据,更强大的电源,远程控制

由于SCADA系统可以访问重要的OT数据,组织希望在PLC附近运行更高级的计算。例如,在德克萨斯州经营天然气处理装置的streamlined Innovations公司,该公司将危险的硫化氢(H2S)转化为化肥级别的硫,希望采用编写在PLC上的自动化平台。然而,这不能提供基于模型的控制(因此是半自主操作)的复杂计算,也不能远程控制单元。

streamlined转向SCADA运行几个Python脚本,这些脚本允许复杂的计算——比如对泵振动的快速傅里叶变换和从美国国家气象局下载的天气预报,以确定最佳的工作温度——这在PLC看来是不可能的。当出现问题时,通过Twilio向操作员和运维工程师发送自动警报通知。访问数据至关重要,智能手机和平板电脑的使用正在增加。事实上,移动设备已经取代台式电脑成为上网和查找信息的首选方式。这种范式转变也发生在工业领域。

SCADA支持虚拟现实、可视化和控制

南加州圣贝纳迪诺县正在为其垃圾填埋场寻找下一代可视化和控制系统。现有的设备很旧,需要升级,而且没有易于使用的人机界面或数据可视化。这一要求很明确:需要一种灵活的架构,允许HTML5原生可视化,以利用任何现代基于浏览器的设备。Corso Systems和SCS Engineers使用带有现场边缘网关和云平台的轮辐模型,为该县提供了完整的企业解决方案。SCS利用航空数据,为各种废物设施组合地形图、2D图像、3D渲染、GIS、热、近红外(NIR)和甲烷泄漏检测。

在飞越该县的圣蒂莫特奥垃圾填埋场,上传图像,并测绘设施后,SCS和Corso能够嵌入2D图像和3D渲染图。这使得用户可以在任何地方使用任何现代设备访问数据。此外,该团队能够将这些渲染的图像应用到微软的HoloLens VR(虚拟现实)头盔中,使圣贝纳迪诺县的决策者能够从他们的办公室“走到现场”。试点项目的成功使其扩展到其他27个县。

加强周围的联系

SCADA系统具有独特的能力,不仅可以将数据连接在一起,还可以将人连接在一起。使用具有无限许可模型的现代SCADA系统,OT和IT部门可以访问所需的数据。当新的挑战出现时,可以建立新的项目来解决这些问题。拉法基豪瑞提供建筑材料,拥有7万多名员工。

SCADA连接服务器、工厂和管理数据

在一次重组中,该公司希望管理全球6个地点的近300名员工的工作。由于该公司计划使用一个中央SCADA服务器来管理所有本地SCADA服务器,因此决定构建一个将工厂数据与人员和管理数据链接起来的应用程序。

主要的应用程序有三个主要的工作流程:1)任务,这是由工厂经理请求的(协助,技术研究);2)活动(谁在研究哪个主题);3)时间表(显示已经做了什么,以及未来将发生什么,并有实时预测)。该应用程序有近600人使用,是一个非直接的、“跳出框框思考”的应用程序的很好的例子。

这些例子表明,通过利用现代技术和开放标准,HMI/SCADA可以比旧软件完成更多的工作。为了最大限度地利用SCADA软件,识别挑战,构建解决方案以满足这些挑战并实现业务价值。采用新技术将允许运营部门从应用程序中获得更多价值,并允许跨组织进行更多访问。

特拉维斯考克斯销售工程副主任在哪里归纳自动化.编辑:Chris Vavra, CFE媒体与技术控制工程副主编,cvavra@cfemedia.com

更多的答案

关键词:/ SCADA功能、SCADA、人机界面

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特拉维斯考克斯
作者简介:感应自动化销售工程联席总监。